JP2022509941A - Portable oxygen concentrator - Google Patents

Portable oxygen concentrator Download PDF

Info

Publication number
JP2022509941A
JP2022509941A JP2021526664A JP2021526664A JP2022509941A JP 2022509941 A JP2022509941 A JP 2022509941A JP 2021526664 A JP2021526664 A JP 2021526664A JP 2021526664 A JP2021526664 A JP 2021526664A JP 2022509941 A JP2022509941 A JP 2022509941A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sheave
bed
purge
gas
volume
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2021526664A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7410946B2 (en
Inventor
ゲルハルト ロルフ ケルバー,アヒム
ヒルビヒ,ライナー
エドワード ディッカーソン,ブライアン
ウィリアム マードック,ロバート
アダム ホイッチャー,ダグラス
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips NV filed Critical Koninklijke Philips NV
Publication of JP2022509941A publication Critical patent/JP2022509941A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7410946B2 publication Critical patent/JP7410946B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/047Pressure swing adsorption
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/021Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes operated by electrical means
    • A61M16/022Control means therefor
    • A61M16/024Control means therefor including calculation means, e.g. using a processor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/10Preparation of respiratory gases or vapours
    • A61M16/1005Preparation of respiratory gases or vapours with O2 features or with parameter measurement
    • A61M16/101Preparation of respiratory gases or vapours with O2 features or with parameter measurement using an oxygen concentrator
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/10Preparation of respiratory gases or vapours
    • A61M16/105Filters
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/20Valves specially adapted to medical respiratory devices
    • A61M16/201Controlled valves
    • A61M16/202Controlled valves electrically actuated
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/96Regeneration, reactivation or recycling of reactants
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/0057Pumps therefor
    • A61M16/0063Compressors
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/0057Pumps therefor
    • A61M16/0066Blowers or centrifugal pumps
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/10Preparation of respiratory gases or vapours
    • A61M16/1005Preparation of respiratory gases or vapours with O2 features or with parameter measurement
    • A61M16/1015Preparation of respiratory gases or vapours with O2 features or with parameter measurement using a gas flush valve, e.g. oxygen flush valve
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/0003Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure
    • A61M2016/0015Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure inhalation detectors
    • A61M2016/0018Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure inhalation detectors electrical
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/0003Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure
    • A61M2016/003Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure with a flowmeter
    • A61M2016/0033Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure with a flowmeter electrical
    • A61M2016/0039Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure with a flowmeter electrical in the inspiratory circuit
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2202/00Special media to be introduced, removed or treated
    • A61M2202/02Gases
    • A61M2202/0208Oxygen
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2202/00Special media to be introduced, removed or treated
    • A61M2202/02Gases
    • A61M2202/0266Nitrogen (N)
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/07General characteristics of the apparatus having air pumping means
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/33Controlling, regulating or measuring
    • A61M2205/332Force measuring means
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/75General characteristics of the apparatus with filters
    • A61M2205/7554General characteristics of the apparatus with filters with means for unclogging or regenerating filters
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2209/00Ancillary equipment
    • A61M2209/08Supports for equipment
    • A61M2209/088Supports for equipment on the body
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2230/00Measuring parameters of the user
    • A61M2230/04Heartbeat characteristics, e.g. ECG, blood pressure modulation
    • A61M2230/06Heartbeat rate only
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2230/00Measuring parameters of the user
    • A61M2230/40Respiratory characteristics
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2230/00Measuring parameters of the user
    • A61M2230/63Motion, e.g. physical activity
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2253/00Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10Inorganic adsorbents
    • B01D2253/106Silica or silicates
    • B01D2253/108Zeolites
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2256/00Main component in the product gas stream after treatment
    • B01D2256/12Oxygen
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2257/00Components to be removed
    • B01D2257/10Single element gases other than halogens
    • B01D2257/102Nitrogen
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2259/00Type of treatment
    • B01D2259/40Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40007Controlling pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40009Controlling pressure or temperature swing adsorption using sensors or gas analysers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2259/00Type of treatment
    • B01D2259/40Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40011Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40043Purging
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2259/00Type of treatment
    • B01D2259/40Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/402Further details for adsorption processes and devices using two beds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2259/00Type of treatment
    • B01D2259/45Gas separation or purification devices adapted for specific applications
    • B01D2259/4533Gas separation or purification devices adapted for specific applications for medical purposes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2259/00Type of treatment
    • B01D2259/45Gas separation or purification devices adapted for specific applications
    • B01D2259/4541Gas separation or purification devices adapted for specific applications for portable use, e.g. gas masks

Abstract

本開示は、濃縮システムの異なるシーブベッドからの酸素濃縮ガス体積の非対称の発生を伴っても、ポータブル酸素濃縮器における酸素純度を維持するためのシステム及び方法を記載している。本システム及び方法は、非対称のパージ体積の送達を使用して、非対称の酸素濃縮ガス発生を補償する。パージ弁が、非対称のパージガス体積を送達するために使用され、ポータブル酸素濃縮器が生成物タンクを含まない場合でさえも、追加の電力消費なしに当該システムが酸素純度を維持するのを可能にしている。本システム及び方法は、濃縮酸素発生における非対称性をモニターすることができ、且つ、非対称のパージガス補償を、ポータブル酸素濃縮器の他の制御機構から独立して適用することができるように構成される。The present disclosure describes a system and method for maintaining oxygen purity in a portable oxygen concentrator, even with the generation of oxygen enriched gas volume asymmetry from different sheave beds of the enrichment system. The system and method use asymmetric purge volume delivery to compensate for asymmetric oxygen concentrate generation. A purge valve is used to deliver an asymmetrical purge gas volume, allowing the system to maintain oxygen purity without additional power consumption, even if the portable oxygen concentrator does not contain a product tank. ing. The system and method are configured to be able to monitor asymmetry in the generation of concentrated oxygen and to apply asymmetric purge gas compensation independently of other control mechanisms of the portable oxygen concentrator. ..

Description

関連出願の相互参照
本願は、2018年11月16日に出願した米国仮特許出願第62/768,171号に基づく優先権を主張するものであり、その内容を参照により本願に援用する。
Cross-reference to related applications This application claims priority under US Provisional Patent Application No. 62 / 768,171 filed on November 16, 2018, the contents of which are incorporated herein by reference.

本開示は、酸素を濃縮するための方法及びポータブルシステムに関係する。 The present disclosure relates to methods and portable systems for concentrating oxygen.

酸素療法が知られている。酸素療法は、患者の肺への酸素の供給を増加させ、それによって、患者の体組織への酸素の利用可能性を増加させることによって、患者に利益をもたらす。酸素療法システムは、ポータブル「オンデマンド」酸素療法システムを含む。オンデマンドの酸素発生のために、酸素濃縮器等の市販の解決策が開発されている。これらの酸素濃縮器は、例えば、特許文献1において記載されている圧力スイング吸着(PSA)技術を使用する。オンデマンドのポータブル酸素濃縮器によって実行されるPSAプロセスは、シーブベッド間で非対称のガス発生を引き起こす(例えば、一方のシーブベッドが、他方のシーブベッドよりも濃縮された酸素を生成する)ことが多く、これは、システムによって発生する酸素ガスの純度を低下させる恐れがある。 Oxygen therapy is known. Oxygen therapy benefits the patient by increasing the supply of oxygen to the patient's lungs, thereby increasing the availability of oxygen to the patient's body tissues. Oxygen therapy systems include portable "on-demand" oxygen therapy systems. Commercial solutions such as oxygen concentrators have been developed for on-demand oxygen evolution. These oxygen concentrators use, for example, the pressure swing adsorption (PSA) technique described in Patent Document 1. The PSA process performed by an on-demand portable oxygen concentrator can cause asymmetric gas generation between sheave beds (eg, one sheave bed produces more concentrated oxygen than the other sheave bed). In many cases, this can reduce the purity of the oxygen gas produced by the system.

米国特許第6,551,384号U.S. Pat. No. 6,551,384

一対のシーブベッドにおける一方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積が、一対のシーブベッドにおける他方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積とは異なっていたかどうかを決定し、さらに、シーブベッドによって生成される濃縮ガスの異なる体積に基づき、シーブベッドに対してガスの異なるパージ体積を決定するように構成されたポータブル酸素濃縮システムを達成することが有利である。 It was determined whether the volume of concentrated gas produced by one sheave bed in the pair of sheave beds was different from the volume of concentrated gas produced by the other sheave bed in the pair of sheave beds, and further, the sheave beds. It is advantageous to achieve a portable oxygen enrichment system configured to determine different purge volumes of gas for the sheave bed based on the different volumes of enriched gas produced by.

従って、本開示の1つ以上の態様は、ポータブル酸素濃縮システムに関する。当該システムは、一対のシーブベッド、圧力発生器、1つ以上のセンサ、弁、1つ以上のプロセッサ、及び/又は他の構成要素を含む。圧力発生器は、シーブベッドを通して導かれる加圧ガスを発生させるように構成される。シーブベッドは、圧力スイング吸着(PSA)プロセスにおいて対象者への送達のための濃縮ガスを出力する。PSAプロセスは、シーブベッドのうち一方が濃縮ガス生成サイクルを介して交替する場合に、他方のシーブベッドがパージサイクルを介して交替するように、シーブベッドの各々について濃縮ガス生成及びパージサイクルを交互に行うことを含む。1つ以上のセンサは、対象者の呼吸に関する情報を伝達する出力信号を生成するように構成される。弁は、PSAプロセスの濃縮ガス生成及びパージサイクルの間に、一対のシーブベッドに出入りするガスの流れを制御するように構成される。 Accordingly, one or more aspects of the present disclosure relate to a portable oxygen concentrator system. The system includes a pair of sheaves, a pressure generator, one or more sensors, a valve, one or more processors, and / or other components. The pressure generator is configured to generate a pressurized gas guided through a sheave bed. The sheave bed outputs a concentrated gas for delivery to the subject in a pressure swing adsorption (PSA) process. The PSA process alternates concentrated gas generation and purge cycles for each of the sheave beds so that if one of the sheave beds alternates through the enriched gas generation cycle, the other sheave bed alternates through the purge cycle. Including what to do. One or more sensors are configured to generate an output signal that conveys information about the subject's respiration. The valve is configured to control the flow of gas in and out of the pair of sheave beds during the enriched gas generation and purge cycle of the PSA process.

1つ以上のプロセッサは、出力信号に基づき、PSAプロセスの濃縮ガス生成及びパージサイクルの間に、弁に一対のシーブベッドに出入りするガスの流れを制御させるように機械可読命令によって構成される。1つ以上のプロセッサは、出力信号に基づき、弁に一対のシーブベッドに出入りするガスの流れを制御させることが、一対のシーブベッドにおける一方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積を、一対のシーブベッドにおける他方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積とは異なるようにしたかどうかを決定するように構成される。一対のシーブベッドにおける一方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積は、一対のシーブベッドにおける他方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積とは異なるという決定に応答して、1つ以上のプロセッサは、シーブベッドによって生成される濃縮ガスの異なる体積に基づき、シーブベッドに対してガスの異なるパージ体積を決定し、さらに、シーブベッドに対して決定されたガスの異なるパージ体積に基づき、弁にPSAプロセスのパージサイクルを制御させるように構成される。 Based on the output signal, one or more processors are configured by machine-readable instructions to force the valve to control the flow of gas in and out of the pair of sheave beds during the enriched gas generation and purge cycles of the PSA process. Based on the output signal, one or more processors allow the valve to control the flow of gas in and out of the pair of sheave beds, thereby combining the volume of concentrated gas produced by one sheave bed in the pair of sheave beds. It is configured to determine if the volume of concentrated gas produced by the other sheave bed in the sheave bed is different from that of the other sheave bed. One or more in response to the determination that the volume of concentrated gas produced by one sheave bed in a pair of sheave beds is different from the volume of concentrated gas produced by the other sheave bed in a pair of sheave beds. The processor determines a different purge volume of gas for the sheave bed based on the different volume of concentrated gas produced by the sheave bed, and further determines a valve based on the different purge volume of gas determined for the sheave bed. Is configured to control the purge cycle of the PSA process.

一部の実施形態において、1つ以上のプロセッサは、シーブベッドに対して決定されたガスの異なるパージ体積に基づき、弁にPSAプロセスのパージサイクルを制御させて、対象者への送達のための濃縮ガスの目標純度を維持するように構成される。一部の実施形態において、1つ以上のプロセッサは、シーブベッドに対して決定されたガスの異なるパージ体積に基づき、弁にPSAプロセスのパージサイクルを制御させることが、PSAプロセスのパージサイクルの間に、弁にパージ時間又はパージガスの流量を調整させることを含むように構成される。 In some embodiments, one or more processors have the valve control the purge cycle of the PSA process based on a different purge volume of gas determined for the sheave bed for delivery to the subject. It is configured to maintain the target purity of the concentrated gas. In some embodiments, one or more processors may allow the valve to control the purge cycle of the PSA process based on a different purge volume of gas determined for the sheave bed during the purge cycle of the PSA process. Is configured to include having the valve regulate the purge time or the flow rate of the purge gas.

一部の実施形態において、1つ以上のプロセッサは、出力信号に基づき、弁に一対のシーブベッドに出入りするガスの流れを制御させることが、一対のシーブベッドにおける一方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積を、一対のシーブベッドにおける他方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積とは異なるようにしたかどうかを決定することが、各シーブベッドから対象者に送達される濃縮ガスのボーラスの数をカウントし、各シーブベッドからのカウントを互いに比較すること、又は、各シーブベッドから対象者に送達されるボーラスに対して、経時的に濃縮ガスのボーラスの流量を積分して、各シーブベッドから送達される総ボーラス体積を決定し、各シーブベッドからの総ボーラス体積を互いに比較することを含むように構成される。 In some embodiments, one or more processors are produced by one sheave bed in a pair of sheave beds to allow a valve to control the flow of gas in and out of the pair of sheave beds based on an output signal. Determining whether the volume of concentrated gas is different from the volume of concentrated gas produced by the other sheave bed in one sheave bed is to determine whether the concentrated gas delivered from each sheave bed to the subject. Count the number of bolus and compare the counts from each sheave bed to each other, or integrate the flow rate of the concentrated gas bolus over time for the bolus delivered from each sheave bed to the subject. It is configured to include determining the total bolus volume delivered from each sheave bed and comparing the total bolus volume from each sheave bed to each other.

一部の実施形態において、シーブベッドに対して決定されたガスの異なるパージ体積に基づき、弁にPSAプロセスのパージサイクルを制御させることが、他方のシーブベッドに対して増加した体積の濃縮ガスを出力する一対のシーブベッドのうちの一方が、パージサイクルの間に他方のシーブベッドに対して増加した体積の濃縮ガスを受けるように、PSAプロセスのパージサイクルの間に、弁に、一方又は両方のシーブベッドに対するパージ時間又はパージガスの流量を増加又は減少させることを含むように1つ以上のプロセッサは構成される。 In some embodiments, having the valve control the purge cycle of the PSA process based on a different purge volume of gas determined for the sheave bed can result in an increased volume of concentrated gas for the other sheave bed. During the purge cycle of the PSA process, one or both of the pair of sheave beds to output receive an increased volume of concentrated gas relative to the other sheave bed during the purge cycle. One or more processors are configured to include increasing or decreasing the purge time or the flow rate of the purge gas for the sheave bed.

一部の実施形態において、1つ以上のプロセッサは、一対のシーブベッドにおける一方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積が、一対のシーブベッドにおける他方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積と異なる量が、体積差閾値を超過するかどうかを決定するようにさらに構成される。一対のシーブベッドにおける一方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積が、一対のシーブベッドにおける他方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積と異なる量が体積差閾値を超過すると決定することに応答して、1つ以上のプロセッサは、シーブベッドによって生成される濃縮ガスの異なる体積に基づき、シーブベッドに対してガスの異なるパージ体積を決定し、シーブベッドに対して決定されたガスの異なるパージ体積に基づき、弁にPSAプロセスのパージサイクルを制御させるように構成される。 In some embodiments, in one or more processors, the volume of concentrated gas produced by one sheave bed in a pair of sheave beds is the volume of enriched gas produced by the other sheave bed in a pair of sheave beds. Is further configured to determine if an amount different from and exceeds the volume difference threshold. To determine that the volume of concentrated gas produced by one sheave in a pair of sheaves differs from the volume of enriched gas produced by the other sheave in a pair of sheaves exceeds the volume difference threshold. In response, one or more processors determine different purge volumes of gas for the sheave bed based on different volumes of concentrated gas produced by the sheave bed, and different gas determined for the sheave bed. Based on the purge volume, the valve is configured to control the purge cycle of the PSA process.

一部の実施形態において、当該システムは、シーブベッドからの濃縮ガスを貯蔵するように構成された生成物タンクを含まない。 In some embodiments, the system does not include a product tank configured to store concentrated gas from the sheave bed.

一対のシーブベッドにおける一方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積が、一対のシーブベッドにおける他方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積とは異なっていたかどうかを決定し、さらに、シーブベッドによって生成される濃縮ガスの異なる体積に基づき、シーブベッドに対してガスの異なるパージ体積を決定する方法を達成することが有利である。 It was determined whether the volume of concentrated gas produced by one sheave bed in the pair of sheave beds was different from the volume of concentrated gas produced by the other sheave bed in the pair of sheave beds, and further, the sheave bed. It is advantageous to achieve a method of determining different purge volumes of gas for a sheave bed based on different volumes of concentrated gas produced by.

従って、本開示の別の態様は、ポータブル酸素濃縮システムが酸素を濃縮する方法に関する。このシステムは、一対のシーブベッド、圧力発生器、1つ以上のセンサ、1つ以上の弁、1つ以上のプロセッサ、及び/又は他の構成要素を含む。当該方法は、圧力発生器が、シーブベッドを通して導かれる加圧ガスを発生させるステップを含む。当該方法は、圧力スイング吸着プロセス(PSA)において、対象者への送達のための濃縮ガスを出力するステップを含む。PSAプロセスは、シーブベッドのうち一方が濃縮ガス生成サイクルを介して交替する場合に、他方のシーブベッドがパージサイクルを介して交替するように、シーブベッドの各々について濃縮ガス生成及びパージサイクルを交互に行うことを含む。当該方法は、1つ以上のセンサが、対象者の呼吸に関する情報を伝達する出力信号を生成するステップを含む。当該方法は、弁が、PSAプロセスの濃縮ガス生成及びパージサイクルの間に、一対のシーブベッドに出入りするガスの流れを制御するステップを含む。当該方法は、1つ以上のプロセッサが、出力信号に基づき、PSAプロセスの濃縮ガス生成及びパージサイクルの間に、弁に一対のシーブベッドに出入りするガスの流れを制御させるステップを含む。当該方法は、1つ以上のプロセッサが、出力信号に基づき、弁に一対のシーブベッドに出入りするガスの流れを制御させることが、一対のシーブベッドにおける一方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積を、一対のシーブベッドにおける他方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積とは異なるようにしたかどうかを決定するステップを含む。当該方法は、一対のシーブベッドにおける一方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積が、一対のシーブベッドにおける他方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積とは異なるという決定に応答して、1つ以上のプロセッサが、シーブベッドによって生成される濃縮ガスの異なる体積に基づき、前記シーブベッドに対してガスの異なるパージ体積を決定するステップ、及び、1つ以上のプロセッサが、シーブベッドに対して決定されたガスの異なるパージ体積に基づき、弁にPSAプロセスのパージサイクルを制御させるステップを含む。 Accordingly, another aspect of the present disclosure relates to a method by which a portable oxygen concentrator system concentrates oxygen. The system includes a pair of sheaves, a pressure generator, one or more sensors, one or more valves, one or more processors, and / or other components. The method comprises the step of generating a pressurized gas in which the pressure generator is guided through a sheave bed. The method comprises the step of outputting a concentrated gas for delivery to a subject in a pressure swing adsorption process (PSA). The PSA process alternates concentrated gas generation and purge cycles for each of the sheave beds so that if one of the sheave beds alternates through the enriched gas generation cycle, the other sheave bed alternates through the purge cycle. Including what to do. The method comprises the step of one or more sensors generating an output signal that conveys information about the subject's respiration. The method comprises a step in which the valve controls the flow of gas in and out of the pair of sheave beds during the enriched gas generation and purge cycle of the PSA process. The method comprises the step of having one or more processors control the flow of gas in and out of a pair of sheave beds during the enriched gas generation and purge cycle of the PSA process based on the output signal. In this method, one or more processors allow the valve to control the flow of gas in and out of the pair of sheave beds based on the output signal of the concentrated gas produced by one of the sheave beds in the pair of sheave beds. It comprises a step of determining whether the volume is different from the volume of the concentrated gas produced by the other sheave bed in the pair of sheave beds. The method responds to the determination that the volume of concentrated gas produced by one sheave bed in a pair of sheave beds is different from the volume of concentrated gas produced by the other sheave bed in a pair of sheave beds. A step in which one or more processors determine different purge volumes of gas for the sheave bed based on different volumes of concentrated gas produced by the sheave bed, and one or more processors for the sheave bed. Including a step of having the valve control the purge cycle of the PSA process based on the different purge volumes of the gas determined in the above.

一部の実施形態において、当該方法は、1つ以上のプロセッサが、シーブベッドに対して決定されたガスの異なるパージ体積に基づき、弁にPSAプロセスのパージサイクルを制御させて、対象者への送達のための濃縮ガスの目標純度を維持するステップをさらに含む。一部の実施形態において、シーブベッドに対して決定されたガスの異なるパージ体積に基づき、弁にPSAプロセスのパージサイクルを制御させるステップは、PSAプロセスのパージサイクルの間に、弁にパージ時間又はパージガスの流量を調整させることを含む。 In some embodiments, the method causes the valve to control the purge cycle of the PSA process based on a different purge volume of gas determined for the sheave bed by one or more processors to the subject. It further comprises the step of maintaining the target purity of the concentrated gas for delivery. In some embodiments, the step of causing the valve to control the purge cycle of the PSA process based on the different purge volume of gas determined for the sheave bed is to allow the valve to purge time or during the purge cycle of the PSA process. Includes adjusting the flow rate of purge gas.

一部の実施形態において、出力信号に基づき、弁に一対のシーブベッドに出入りするガスの流れを制御させることが、一対のシーブベッドにおける一方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積を、一対のシーブベッドにおける他方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積とは異なるようにしたかどうかを決定するステップは、各シーブベッドから対象者に送達される濃縮ガスのボーラスの数をカウントし、各シーブベッドからのカウントを互いに比較すること、又は、各シーブベッドから対象者に送達されるボーラスに対して、経時的に濃縮ガスのボーラスの流量を積分して、各シーブベッドから送達される総ボーラス体積を決定し、各シーブベッドからの総ボーラス体積を互いに比較することを含む。 In some embodiments, having the valve control the flow of gas in and out of the pair of sheave beds based on the output signal is a pair of volumes of concentrated gas produced by one sheave bed in the pair of sheave beds. The step of determining whether the volume of the concentrated gas produced by the other sheave bed in the sheave bed is different is to count the number of concentrated gas bolus delivered from each sheave bed to the subject. It is delivered from each sheave bed by comparing the counts from each sheave bed with each other or by integrating the flow rate of the concentrated gas bolus over time for the bolus delivered from each sheave bed to the subject. It involves determining the total bolus volume and comparing the total bolus volumes from each sheave bed to each other.

一部の実施形態において、シーブベッドに対して決定されたガスの異なるパージ体積に基づき、弁にPSAプロセスのパージサイクルを制御させるステップは、他方のシーブベッドに対して増加した体積の濃縮ガスを出力する一対のシーブベッドのうちの一方が、パージサイクルの間に他方のシーブベッドに対して増加した体積の濃縮ガスを受けるように、PSAプロセスのパージサイクルの間に、弁に、一方又は両方のシーブベッドに対するパージ時間又はパージガスの流量を増加又は減少させることを含む。 In some embodiments, the step of having the valve control the purge cycle of the PSA process based on a different purge volume of gas determined for the sheave bed is to add an increased volume of concentrated gas to the other sheave bed. During the purge cycle of the PSA process, one or both of the pair of sheave beds to output receive an increased volume of concentrated gas relative to the other sheave bed during the purge cycle. Includes increasing or decreasing the purge time or the flow rate of purge gas to the sheave bed.

一部の実施形態において、当該方法は、1つ以上のプロセッサが、一対のシーブベッドにおける一方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積が、一対のシーブベッドにおける他方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積と異なる量が、体積差閾値を超過するかどうかを決定するステップ、並びに、一対のシーブベッドにおける一方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積が、一対のシーブベッドにおける他方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積と異なる量が体積差閾値を超過すると決定することに応答して、1つ以上のプロセッサが、シーブベッドによって生成される濃縮ガスの異なる体積に基づき、シーブベッドに対してガスの異なるパージ体積を決定するステップ、及び、1つ以上のプロセッサが、シーブベッドに対して決定されたガスの異なるパージ体積に基づき、弁にPSAプロセスのパージサイクルを制御させるステップをさらに含む
本開示の上記及び他の目的、特徴、並びに特性だけでなく、作動方法及び関連する構造要素及び部品の組み合わせの機能も製造のむだを省くことも、付随の図面を参考にして以下の説明及び添付の特許請求の範囲を考慮することによってより明らかになり、付随の図面の全てが本明細書の一部を形成し、類似の参照番号は様々な図において対応する部分を示している。しかし、図面は例示及び説明目的のためだけにあり、本開示の範囲を定めるとして意図されないことを明確に理解されたい。
In some embodiments, the method involves one or more processors in which the volume of concentrated gas produced by one sheave bed in a pair of sheave beds is produced by the other sheave bed in a pair of sheave beds. The step of determining whether an amount different from the volume of the concentrated gas exceeds the volume difference threshold, and the volume of the concentrated gas produced by one sheave bed in the pair of sheave beds is the other in the pair of sheave beds. In response to determining that an amount different from the volume of concentrated gas produced by the sheave bed exceeds the volume difference threshold, one or more processors will receive based on the different volume of concentrated gas produced by the sheave bed. A step of determining a different purge volume of gas for the bed, and a step of having one or more processors control the purge cycle of the PSA process based on the different purge volume of gas determined for the sheave bed. In addition to the above and other purposes, features, and characteristics of the present disclosure, the function of the combination of operating methods and related structural elements and parts also eliminates manufacturing waste, with reference to the accompanying drawings below. It becomes clearer by considering the description and the scope of the attached patent claims, all of the accompanying drawings form part of this specification, and similar reference numbers indicate the corresponding parts in the various figures. There is. However, it should be clearly understood that the drawings are for illustrative and explanatory purposes only and are not intended to define the scope of this disclosure.

1つ以上の実施形態による、酸素を濃縮するためのポータブルシステムの第1の概略図である。FIG. 1 is a first schematic diagram of a portable system for concentrating oxygen according to one or more embodiments. 1つ以上の実施形態による、酸素を濃縮するためのポータブルシステムの第2の概略図である。FIG. 2 is a second schematic of a portable system for concentrating oxygen according to one or more embodiments. 1つ以上の実施形態による、酸素を濃縮するためのポータブルシステムの第3の概略図である。FIG. 3 is a third schematic of a portable system for concentrating oxygen according to one or more embodiments. 1つ以上の実施形態による、酸素を濃縮するためのポータブルシステムの第4の概略図である。FIG. 4 is a fourth schematic of a portable system for concentrating oxygen according to one or more embodiments. 1つ以上の実施形態による、典型的なボーラス送達速度での典型的なシステムについての経時的な記録された純度測定値を例示した図である。It is a diagram illustrating the recorded purity measurements over time for a typical system at a typical bolus delivery rate according to one or more embodiments. 1つ以上の実施形態による、非対称の負荷条件下での、1サイクル当たりの1つのシーブベッド当たりに送達されるボーラス数のシミュレーションを例示した図である。FIG. 6 illustrates a simulation of the number of bolus delivered per sheave bed per cycle under asymmetric loading conditions with one or more embodiments. 1つ以上の実施形態による、2つのシーブベッドの非対称の負荷を例示した図である。It is a figure which illustrates the asymmetric load of two sheave beds by one or more embodiments. 1つ以上の実施形態による、2つのシーブベッドからのボーラスに対する圧力トレースを例示した図である。It is a figure which illustrates the pressure trace to the bolus from two sheaves according to one or more embodiments. 1つ以上の実施形態による、例えば本システムの動作等、シーブベッドパージ時間及び平均O生成物純度を例示した図であるIt is a figure which illustrates the sheave bed purge time and the average O2 product purity by one or more embodiments, such as the operation of this system. 1つ以上の実装形態による、ポータブル酸素濃縮システムが酸素を濃縮する方法を例示した図であるIt is a figure which illustrates the method which the portable oxygen concentrator system concentrates oxygen by one or more implementations.

本明細書において使用される場合、単数形の不定冠詞又は定冠詞は、その内容が何か他に明確に指示していない限り、その複数形を含む。本明細書において使用される場合、2つ以上の部品又は構成要素が「連結される」という記載は、連接が生じる限り、その部品が結合されるか、又は、直接的若しくは間接的に、すなわち、1つ以上の中間の部品又は構成要素を介して共に作動することを意味する。本明細書において使用される場合、「直接連結される」は、2つの要素が互いに直接接触していることを意味する。本明細書において使用される場合、「固定して連結される」又は「固定される」は、2つの構成要素が、互いに対して一定の向きを維持しながら1つのものとして移動するように連結されることを意味する。 As used herein, a singular indefinite or definite article includes its plural unless its content explicitly indicates something else. As used herein, the statement that two or more parts or components are "connected" means that the parts are joined together or directly or indirectly, ie, as long as concatenation occurs. It means working together through one or more intermediate parts or components. As used herein, "directly linked" means that the two elements are in direct contact with each other. As used herein, "fixed and concatenated" or "fixed" is concatenated so that the two components move as one while maintaining a constant orientation with respect to each other. Means to be done.

本明細書において使用される場合、「単体構造(unitary)」という単語は、構成要素がシングルピース又はユニットとして作製されることを意味する。すなわち、別々に作製され、次に、ユニットとして共に連結される部分品を含む構成要素は、「単体構造」構成要素又は「単体構造」体ではない。本明細書において利用される場合、2つ以上の部品又は構成要素が互いに「かみ合う/係合する」という記載は、その部品が、直接又は1つ以上の中間の部品又は構成要素を介して互いに対して力を及ぼすことを意味する。本明細書において利用される場合、「数」という用語は、1又は1以上の整数(すなわち、複数)を意味する。 As used herein, the word "unitary" means that the components are made as single pieces or units. That is, a component that includes components that are manufactured separately and then connected together as a unit is not a "single structure" component or a "single structure" body. As used herein, the statement that two or more parts or components "engage / engage" with each other means that the parts either directly or through one or more intermediate parts or components. It means exerting force on it. As used herein, the term "number" means one or more integers (ie, plural).

例えば限定することなく、上、下、左、右、上方、下方、前、後ろ、及びその派生語等、方向を示す句は、本明細書において使用される場合、図面において示されている要素の向きに関し、明確に記載されていない限り、特許請求の範囲を限定しない。 Directional clauses, such as, without limitation, up, down, left, right, up, down, front, back, and derivatives thereof, are the elements shown in the drawings as used herein. The scope of claims is not limited unless it is clearly stated.

図1A~1Dは、1つ以上の実施形態による、酸素を濃縮するためのポータブルシステム10の概略図である。システム10は、一対のシーブベッド12及び14、圧力発生器16、1つ以上のセンサ20、1つ以上の弁22、1つ以上の物理コンピュータプロセッサ24、及び/又は他の構成要素を含む。一般的に、酸素は、圧力スイング吸着(PSA)と呼ばれるプロセスによって、酸素濃縮器において空気から精製されてもよい。シーブベッド12及び14は、モレキュラーシーブ材料(例えば、ゼオライト及び/又は他の材料等)で満たされた2つのチューブ(及び/又は他の構造)を含む。この材料は、酸素又はアルゴンよりも窒素を優先的に吸着するように構成される。この特質を使用して、窒素分子の大部分をガス流から除去することによって、加圧空気がモレキュラーシーブベッドの1つを通って流れる場合に酸素及び/又はアルゴン濃縮生成物ガス流を生成することができる。単一のモレキュラーシーブチューブ(例えば、シーブベッド12又は14等)は、窒素吸着平衡に達する前に、任意の固定された圧力及び温度において有限の窒素吸着容量を有し、その吸着容量に達すると、窒素はシーブベッド(例えば、シーブベッド12等)の酸素出口を突破し始めることがある。システム10は、このポイントに到達する直前に、酸素生成が第2のシーブベッド(例えば、シーブベッド14)に切り替わり、第1のシーブベッド12がその圧力を排出し、パージガスでパージされ、周囲条件において平衡まで再生するように構成される。このプロセスは、2つのシーブベッド12と14との間で行ったり来たりし続けて、対象者18によって酸素が要求されるときに、対象者18に濃縮酸素ガスの流れを供給する。 1A-1D are schematic views of a portable system 10 for concentrating oxygen according to one or more embodiments. The system 10 includes a pair of sheave beds 12 and 14, a pressure generator 16, one or more sensors 20, one or more valves 22, one or more physical computer processors 24, and / or other components. In general, oxygen may be purified from air in an oxygen concentrator by a process called pressure swing adsorption (PSA). Sheave beds 12 and 14 include two tubes (and / or other structures) filled with a molecular sheave material (eg, zeolite and / or other material, etc.). This material is configured to preferentially adsorb nitrogen over oxygen or argon. Using this property, by removing most of the nitrogen molecules from the gas stream, an oxygen and / or argon concentrate product gas stream is produced when the pressurized air flows through one of the molecular sieve beds. be able to. A single molecular sheave tube (eg, sheave bed 12 or 14, etc.) has a finite nitrogen adsorption capacity at any fixed pressure and temperature before reaching the nitrogen adsorption equilibrium, and when that adsorption capacity is reached. , Nitrogen may begin to break through the oxygen outlet of the sheave bed (eg, sheave bed 12, etc.). Immediately before reaching this point, the system 10 switches oxygen production to a second sheave bed (eg, sheave bed 14), the first sheave bed 12 drains its pressure, is purged with purge gas, and the ambient conditions. Is configured to regenerate to equilibrium. This process continues back and forth between the two sheave beds 12 and 14 to supply subject 18 with a stream of concentrated oxygen gas when oxygen is requested by subject 18.

一般的に、PSAサイクルは、5つのステップを含む。これらのステップには、加圧、酸素生成、バランス、ブローダウン(排気)、及びパージが含まれる。以下は、シーブベッド12の加圧から始まるこれらのステップの説明である。 Generally, the PSA cycle comprises 5 steps. These steps include pressurization, oxygen generation, balancing, blowdown (exhaust), and purging. The following is a description of these steps starting with pressurization of the sheave bed 12.

加圧:圧力発生器16は、加圧ガス(例えば、空気等)を、図1A及び1Cにおいて示されている開放供給弁28Aを介して(又は、図1B及び1Dにおいて示されている3方組合せ供給/排気弁28/29Aを介して)シーブベッド12に供給して、シーブベッド12の圧力を上昇させ、その結果、(例えば)窒素がガス流から吸着され、シーブベッド12から精製された酸素流を出力する。 Pressurization: The pressure generator 16 sends a pressurized gas (eg, air, etc.) through the open supply valve 28A shown in FIGS. 1A and 1C (or the three-way shown in FIGS. 1B and 1D). Supply to the sheave bed 12 (via the combined supply / exhaust valve 28 / 29A) to increase the pressure in the sheave bed 12, resulting in (eg) nitrogen being adsorbed from the gas stream and purified from the sheave bed 12. Outputs oxygen flow.

圧力発生器16は、シーブベッド12及び14まで送達するための加圧ガスを発生させるように構成されている。圧力発生器16は、周囲雰囲気等のガス源からガスの流れを受け、シーブベッド12及び14まで送達するために、そのガスの圧力を上昇させる。圧力発生器16は、例えば、圧縮機、ポンプ、送風機、ピストン、又はベローズ等、受けたガスの圧力を上昇させる能力を有する任意の装置である。圧力発生器16は、例えば、ガスの圧力及び/又は流れを制御するための1つ以上の弁を含んでもよい。本開示は、シーブベッド12及び14に提供されるガスの圧力及び/又は流量を制御するために、送風機の作動速度を単独で又はそのような弁と組み合わせて制御することも熟考している。 The pressure generator 16 is configured to generate pressurized gas for delivery to the sheave beds 12 and 14. The pressure generator 16 receives a gas flow from a gas source such as an ambient atmosphere and raises the pressure of the gas in order to deliver it to the sheave beds 12 and 14. The pressure generator 16 is any device having the ability to increase the pressure of the received gas, such as a compressor, pump, blower, piston, or bellows. The pressure generator 16 may include, for example, one or more valves for controlling the pressure and / or flow of the gas. The present disclosure also considers controlling the operating speed of the blower alone or in combination with such valves to control the pressure and / or flow rate of the gas provided to the sheave beds 12 and 14.

図1A~1Dにおいて示されているように、弁22は、逆止め弁23A及び23B、供給弁28A及び28B、並びに、排気弁29A及び29B(例えば、図1A及び1Cにおいて例示されている)、3方組み合わせ供給/排気弁28/29A及び28/29B(例えば、図1B及び1Dにおいて示されている)、パージ弁30A及び30B(例えば、図1A~1Dにおいて示されている)、及び/又は、他の弁を含む。弁22は、システム10を通る流れを選択的に制御するように構成される。弁22は、実質的にガスが通されないように閉じられても若しくは特定の方向において閉じられてもよく、又は、ガスの流れを可能にするように開けられても(若しくは、部分的に開けられても)よい。一部の実施形態において、弁22は、プラグ弁、ボール弁、逆止め弁、バタフライ弁、ソレノイド、空気圧式パイロット操作弁、及び/又は他の弁のうち1つ以上を含んでもよい。弁22は、電気モータ、上記の制御機構の任意の組合せ、及び/又は、弁を開く及び/又は閉じるように構成された別の制御モードを介して、(例えば、プロセッサ24によって)電子的に、液圧的に、空気圧的に制御することができる。 As shown in FIGS. 1A-1D, the valves 22 are check valves 23A and 23B, supply valves 28A and 28B, and exhaust valves 29A and 29B (eg, exemplified in FIGS. 1A and 1C). Three-way combination supply / exhaust valves 28 / 29A and 28 / 29B (eg, shown in FIGS. 1B and 1D), purge valves 30A and 30B (eg, shown in FIGS. 1A-1D), and / or , Including other valves. The valve 22 is configured to selectively control the flow through the system 10. The valve 22 may be closed so as to be substantially impervious to gas, may be closed in a particular direction, or may be opened (or partially open) to allow gas flow. May be). In some embodiments, the valve 22 may include one or more of a plug valve, a ball valve, a check valve, a butterfly valve, a solenoid, a pneumatic pilot operated valve, and / or another valve. The valve 22 is electronically (eg, by the processor 24) via an electric motor, any combination of the above control mechanisms, and / or another control mode configured to open and / or close the valve. , It can be controlled hydraulically and pneumatically.

シーブベッド12内の増加した圧力が、(例えば、図1A及び1Bにおいて示されているが、図1C又は1Dにおいては示されていない)(任意の)生成物タンク15及び/又はシーブベッド12から下流の他のシステム構成要素内に貯蔵された酸素ガスの圧力を超えると、逆止め弁23Aが開く。シーブベッド12からガス圧力を吐き出すために使用される排気弁29A(又は、図1B及び1Dにおいて示されている供給/排気弁28/29Aの排気方向)は閉じられ、図1A及び1Cにおいて示されている供給弁28B(又は、図1B及び1Dにおいて示されている3方組み合わせ供給/排気弁28/29B)は閉じられ、(例えば、低い圧力を有するシーブベッド14により)逆止め弁23Bは閉じられ、さらに、シーブベッド14から空気圧を吐き出すために使用される排気弁29B(又は、図1B及び1Dにおいて示されている供給/排気弁28/29Bの排気方向)は開けられる。 Increased pressure in the sheave bed 12 (eg, shown in FIGS. 1A and 1B, but not shown in FIGS. 1C or 1D) from the (arbitrary) product tank 15 and / or sheave bed 12. When the pressure of oxygen gas stored in other downstream system components is exceeded, the check valve 23A opens. The exhaust valve 29A (or the exhaust direction of the supply / exhaust valves 28 / 29A shown in FIGS. 1B and 1D) used to expel gas pressure from the sheave bed 12 is closed and shown in FIGS. 1A and 1C. The supply valve 28B (or the three-way combination supply / exhaust valve 28 / 29B shown in FIGS. 1B and 1D) is closed and the check valve 23B is closed (eg, by the sheave bed 14 with low pressure). In addition, the exhaust valve 29B (or the exhaust direction of the supply / exhaust valves 28 / 29B shown in FIGS. 1B and 1D) used to expel air pressure from the sheave bed 14 is opened.

酸素生成:圧力発生器16は、シーブベッド12にガス(例えば、空気等)を供給し続け、シーブベッド12は、開放逆止め弁23Aを介して濃縮(例えば酸素)ガスを(任意の)生成物タンク15に押し込む。一部の実施形態において、生成物タンク15は、対象者18に送達するための比較的安定した濃縮酸素ガス源を提供するのに寄与するために圧力バッファとして使用されるガス貯蔵タンクである。しかし、以下に記載されるように、生成物タンク15は、システム10の任意の部分にすぎず、以下に記載される制御機構が、生成物タンク15の必要性を低減又は排除する。酸素生成ステップは、窒素ガスが突破し、生成物タンク15に流入して、患者に供給されることになる貯蔵された酸素の純度を下げる前に終了する。 Oxygen generation: The pressure generator 16 continues to supply gas (eg, air, etc.) to the sheave bed 12, which produces (arbitrarily) concentrated (eg, oxygen) gas via the open check valve 23A. Push it into the object tank 15. In some embodiments, the product tank 15 is a gas storage tank used as a pressure buffer to contribute to providing a relatively stable concentrated oxygen gas source for delivery to subject 18. However, as described below, the product tank 15 is only an arbitrary part of the system 10, and the control mechanisms described below reduce or eliminate the need for the product tank 15. The oxygen generation step ends before the nitrogen gas breaks through and flows into the product tank 15 to reduce the purity of the stored oxygen that will be supplied to the patient.

バランス:酸素生成ステップの終了時に、シーブベッド12はその最大サイクル圧力の近くまで加圧され、シーブベッド14は、大気圧に近い。シーブベッド12内の加圧ガスを大気に放出することは、システム10が次のステップで必要以上に周囲空気を加圧する必要があり得るため、エネルギーを浪費する可能性がある。このエネルギーの一部を取り戻すために、排気弁29B(図1A及び1C)は閉じられ(又は、3方組み合わせ弁28/29(図1B及び1D)は適切に配置され)、パージ弁30A及び/又は30B(図1B及び1D)は、シーブベッド12及び14の酸素出口において短時間開けられて、2つのベッド間の圧力を等しくする。このようにして、より少ないエネルギーが、シーブベッド14内の新しい空気を加圧するのに必要とされる。バランスステップの間に、圧力発生器16からのガス(例えば、空気等)の供給は、供給弁28A(又は3方弁28/29A)を通って流れることから、供給弁28B(又は3方弁28/29B)を通って流れることに切り替えられる。一部の実施形態において、2つのパージ弁30A及び30Bの列に平行に位置するさらなるバランス弁が存在してもよい。この弁は、バランスステップの間にのみ開かれ、2つのパージ弁30A及び30Bの列が可能にするよりも多いガス流を提供するのに役立つ。 Balance: At the end of the oxygen generation step, the sheave bed 12 is pressurized close to its maximum cycle pressure and the sheave bed 14 is close to atmospheric pressure. Released the pressurized gas in the sheave bed 12 to the atmosphere can be a waste of energy as the system 10 may need to pressurize the ambient air more than necessary in the next step. To regain some of this energy, the exhaust valves 29B (FIGS. 1A and 1C) are closed (or the three-way combination valves 28/29 (FIGS. 1B and 1D) are properly positioned), the purge valves 30A and / Alternatively, 30B (FIGS. 1B and 1D) is briefly opened at the oxygen outlets of the sheave beds 12 and 14 to equalize the pressure between the two beds. In this way, less energy is needed to pressurize the new air in the sheave bed 14. During the balance step, the supply of gas (eg, air, etc.) from the pressure generator 16 flows through the supply valve 28A (or 3-way valve 28 / 29A), thus the supply valve 28B (or 3-way valve). It is switched to flow through 28 / 29B). In some embodiments, there may be additional balance valves located parallel to the rows of the two purge valves 30A and 30B. This valve is opened only during the balance step and serves to provide more gas flow than the two purge valves 30A and 30B rows allow.

ブローダウン:残りの加圧ガスをシーブベッド12から大気に放出し、シーブベッド12のシーブ材料がシーブベッド12内の過剰な窒素を脱着するのを可能にするために、排気弁29A(図1A及び1C)が開けられる(又は、3方弁28/29A(図1B及び1D)が、ガスを大気に排気するために配置される)。 Blowdown: Exhaust valve 29A (FIG. 1A) to release the remaining pressurized gas from the sheave bed 12 to the atmosphere and allow the sheave material of the sheave bed 12 to desorb excess nitrogen in the sheave bed 12. And 1C) are opened (or a three-way valve 28 / 29A (FIGS. 1B and 1D) is arranged to exhaust the gas to the atmosphere).

パージ:一方のシーブベッド(12又は14)内の圧力が他方のシーブベッド(12又は14)内の圧力よりも低い場合、酸素濃縮ガスの流れは、より高い圧力のベッドの酸素出口から、パージオリフィス17及びパージ弁30A又は30Bを通って、より低い圧力のベッドの酸素出口内へ流れ、そのベッドから大気へ過剰な窒素ガスをパージするために吐き出される。この例を用いて続けると、シーブベッド12は、シーブベッド14から流れる濃縮酸素を使用してパージされる。パージステップは、再吸着して、次のサイクルの空気分離能力を低下させるであろう過剰な窒素をシーブベッド12から洗浄するために使用される。また、さらなる酸素生成物ガスが、パージされることになるシーブベッド12内に貯蔵される局面としてパージステップを考慮することもできる。 Purge: If the pressure in one sheave bed (12 or 14) is lower than the pressure in the other sheave bed (12 or 14), the oxygen concentrate flow will be purged from the oxygen outlet of the higher pressure bed. It flows through the orifice 17 and the purge valve 30A or 30B into the oxygen outlet of the lower pressure bed and is expelled from the bed to purge excess nitrogen gas into the atmosphere. Continuing with this example, the sheave bed 12 is purged with concentrated oxygen flowing from the sheave bed 14. The purge step is used to clean the sheave bed 12 with excess nitrogen that will be re-adsorbed and reduce the air separation capacity of the next cycle. The purge step can also be considered as an aspect in which additional oxygen product gas is stored in the sheave bed 12 to be purged.

2つのシーブベッドはタンデムに機能し、一方のベッドがサイクルの加圧及び/又は酸素生成側にあり、他方のベッドがサイクルのブローダウン及び/又はパージ側にある。次の半サイクルの間、2つのベッドは、ステップを切り替えて濃縮(例えば、酸素)ガスを生成し続ける。一部の実施形態では、逆止め弁23Aを使用して、シーブベッド12の圧力が、生成物タンク15内の圧力又はシーブベッド12の下流のシステム10内の圧力を超えるときはいつでも、シーブベッド12から発生した濃縮ガスが、生成物タンク15(図1A及び1B)内に又はシンプルにシーブベッド12(図1C及び1D)の下流に流れるのを可能にし得る。一部の実施形態では、逆止め弁23Bを使用して、シーブベッド14の圧力が、生成物タンク15内の圧力又はシーブベッド14の下流のシステム10内の圧力を超えるときはいつでも、シーブベッド14から発生した濃縮ガスが、生成物タンク15(図1A及び1B)内又はシンプルにシーブベッド14(図1C及び1D)の下流に流れるのを可能にし得る。 The two sheave beds function in tandem, one bed on the pressurizing and / or oxygen producing side of the cycle and the other bed on the blowdown and / or purging side of the cycle. During the next half cycle, the two beds switch steps to continue producing concentrated (eg, oxygen) gas. In some embodiments, the check valve 23A is used to allow the sheave bed whenever the pressure in the sheave bed 12 exceeds the pressure in the product tank 15 or in the system 10 downstream of the sheave bed 12. Concentrated gas generated from 12 may be allowed to flow into the product tank 15 (FIGS. 1A and 1B) or simply downstream of the sheave bed 12 (FIGS. 1C and 1D). In some embodiments, the check valve 23B is used to allow the sheave bed whenever the pressure in the sheave bed 14 exceeds the pressure in the product tank 15 or in the system 10 downstream of the sheave bed 14. Concentrated gas generated from 14 may be allowed to flow into the product tank 15 (FIGS. 1A and 1B) or simply downstream of the sheave bed 14 (FIGS. 1C and 1D).

一部の実施形態において、システム10は、患者送達弁31を含んでもよい。ポータブル酸素濃縮器(POC)では、患者送達弁31は、対象者18の各呼吸の開始時に特定のパルス化されたボーラス体積の濃縮ガスを送達するために、直接作用のソレノイド弁及び/又は患者呼吸検出回路(例えば、以下に記載されるセンサ20及びプロセッサ24等)によって制御される他の弁であってもよい。 In some embodiments, the system 10 may include a patient delivery valve 31. In a portable oxygen concentrator (POC), the patient delivery valve 31 is a direct acting solenoid valve and / or patient to deliver a specific pulsed bolus volume of concentrated gas at the beginning of each breath of subject 18. It may be another valve controlled by a breath detection circuit (eg, sensor 20 and processor 24 described below).

要約すると、アクティブパージ弁30A及び30Bを有する酸素濃縮システム10が図1A~1Dにおいて示されている。システム10は、2つのシーブベッド12及び14の供給側に、別々の供給及び排気弁(図1A及び1C)又は組み合わせ3方弁(図1B及び1D)を含んでもよい。酸素は、シーブベッド12及び14の生成物側から逆止め弁23A及び23Bを介して任意の酸素タンク15内に供給される。酸素タンク15は(存在する場合に)、パージオリフィス17及びパージ弁30A又は30Bを介して、それぞれシーブベッド12又は14に酸素を戻すことができる。個々の半サイクルの終了時に、シーブベッド12と14との圧力差は、本明細書において記載されているように、両方のパージ弁30A及び30Bを同時に開けること及び/又は任意のバランス弁を開けること、及び/又は、両方の3方空気側プロセス弁(図1B&1Dにおける28/29A及び28/29B)を同時に空気供給位置に切り替えることによって等しくされてもよい。 In summary, an oxygen concentrator system 10 with active purge valves 30A and 30B is shown in FIGS. 1A-1D. The system 10 may include separate supply and exhaust valves (FIGS. 1A and 1C) or combined three-way valves (FIGS. 1B and 1D) on the supply side of the two sheave beds 12 and 14. Oxygen is supplied from the product side of the sheave beds 12 and 14 into any oxygen tank 15 via the check valves 23A and 23B. The oxygen tank 15 (if present) can return oxygen to the sheave bed 12 or 14, respectively, via the purge orifice 17 and the purge valve 30A or 30B. At the end of each half cycle, the pressure difference between the sheave beds 12 and 14 opens both purge valves 30A and 30B simultaneously and / or any balance valve as described herein. That and / or both three-way air side process valves (28 / 29A and 28 / 29B in FIGS. 1B & 1D) may be equalized by simultaneously switching to the air supply position.

一部の実施形態において、システム10は、切り替え可能(「アクティブ」)パージ弁30A及び30Bを、シーブベッド12及び14を接続する定常のパージオリフィス17と直列に含む。これは、この配置が、パージ体積を生成物出力流量及び/又は他の動作の範囲に適応させるのを容易にするためである。 In some embodiments, the system 10 includes switchable (“active”) purge valves 30A and 30B in series with a stationary purge orifice 17 connecting the sheave beds 12 and 14. This is because this arrangement facilitates adaptation of the purge volume to the product output flow rate and / or other range of operation.

例えば、エネルギー、サイズ、及び質量を節約するために、システム10等のポータブル酸素濃縮器(POC)システムは、対象者18の呼息相の間に送達された酸素が吸息されず、従って浪費されるため、対象者18に連続的な酸素の流れを送達しなくてもよい。代わりに、システム10等のPOCは、センサ(例えば、以下に記載されるセンサ20等)を使用して、対象者18の吸息相の開始を検出し、次に、定められたガス(例えば、酸素)のパルス体積(「ボーラス」)を対象者18に送達する。ボーラスは、システム10によって予め決定された特定の時間ではなく、患者が吸息したときに送達される。 For example, in order to save energy, size, and mass, a portable oxygen concentrator (POC) system, such as System 10, does not inhale oxygen delivered during the expiratory phase of subject 18, and is therefore wasted. Therefore, it is not necessary to deliver a continuous flow of oxygen to the subject 18. Instead, a POC such as system 10 uses a sensor (eg, sensor 20 described below) to detect the start of the inspiratory phase of subject 18, and then a defined gas (eg, eg). , Oxygen) pulse volume (“bolus”) delivered to subject 18. The bolus is delivered when the patient inhales, rather than at a specific time predetermined by the system 10.

上記のオンデマンドのボーラス送達は、非対称の負荷状態をもたらすことが多くある。非対称の負荷状態は、単位時間当たりのシーブベッド12及び14によって送達される酸素体積VA及びVBが等しくない場合に発生する。非対称の負荷状態が続き、対策(例えば、本明細書において記載される対策等)が取られない場合、通常、対象者18に送達されるボーラス内のガス(例えば、酸素)純度が(有意に)低下する。ガス純度の低下は、一方がより大きな体積のガスを対象者18に送達したシーブベッド12又は14における窒素の突破によって引き起こされる。 The above-mentioned on-demand bolus delivery often results in asymmetric load conditions. Asymmetric loading conditions occur when the oxygen volumes VA and VB delivered by the sheave beds 12 and 14 per unit time are not equal. If asymmetric loading conditions continue and no countermeasures (eg, the countermeasures described herein) are taken, the gas (eg, oxygen) purity in the bolus, which is usually delivered to subject 18, is (significantly). )descend. The decrease in gas purity is caused by the breakthrough of nitrogen in the sheave bed 12 or 14 where one delivered a larger volume of gas to subject 18.

一例として、システム10のサイクル時間がtcyc=9s(4.5sのハーフサイクル時間を有する)であり、対象者18がBR=20呼吸/分の一定の呼吸速度で呼吸していると仮定する。この例において、システム10は、BR*tcyc=1サイクル当たり3ボーラスを送達しなければならない。これは、2つのボーラスが、1つのハーフサイクルにおいて(例えば)シーブベッド12によって送達され、1つのボーラスが、もう一方のハーフサイクルにおいてシーブベッド14によって送達されることを意味する。是正処置がなければ、これらの例となる状態は、シーブベッド12において窒素の突破をもたらし、その結果、ほんの数分のうちに対象者18に送達されるガスの(例えば)酸素純度の低下(例えば、90%→<83%)をもたらす可能性が高い。 As an example, it is assumed that the cycle time of the system 10 is t cyc = 9s (having a half cycle time of 4.5 s) and the subject 18 is breathing at a constant breathing rate of BR = 20 breaths / minute. .. In this example, the system 10 must deliver 3 bolus per cycle of BR * tcyc. This means that two boluses are delivered by the sheave bed 12 in one half cycle (eg) and one bolus is delivered by the sheave bed 14 in the other half cycle. Without corrective action, these exemplary conditions result in a nitrogen breakthrough in the sheave bed 12, resulting in a decrease in (eg) oxygen purity of the gas delivered to subject 18 within minutes (eg). For example, it is likely to bring about 90% → <83%).

図2は、(BR*tcyc=)3.03ボーラス/サイクルのボーラス送達速度(例えば、上記の仮説上の例における3ボーラス/サイクルの速度よりもわずかに速い)での典型的なシステムについての時間203にわたる記録された純度201の測定値204を例示している。図2において示されている情報を生成するために使用されたシステムは、(例えば、20呼吸/分の呼吸速度、2325RPMのモータ速度、4.55秒の供給時間、0.4秒のバランス時間、2.75秒のパージ時間、及び0.02インチの直径を有するパージオリフィスを用いた)上記のように配置されたポータブル酸素濃縮器であった。図2において示されているように、そのようなシステムによって送達される酸素の純度201は、(本明細書において記載される是正操作なしで)わずか数分の半周期206にわたって振動する(204)。 FIG. 2 shows a typical system at (BR * t cyc =) 3.03 bolus / cycle bolus delivery rate (eg, slightly faster than the 3 bolus / cycle rate in the hypothetical example above). Illustrates a measured value 204 of recorded purity 201 over time 203. The system used to generate the information shown in FIG. 2 was (eg, a breath rate of 20 breaths / minute, a motor speed of 2325 RPM, a supply time of 4.55 seconds, a balance time of 0.4 seconds). It was a portable oxygen concentrator arranged as described above (using a purge orifice with a purge time of 2.75 seconds and a diameter of 0.02 inches). As shown in FIG. 2, the oxygen purity 201 delivered by such a system oscillates over a half cycle 206 of only a few minutes (without the corrective action described herein) (204). ..

この純度振動は、両方のシーブベッド(図1A~1Dにおいて示されている12及び14)が、上記の例となる条件下で、特定の数のサイクル(例えば、ベッド12について16.5サイクル、ベッド14について16.5サイクル等)の間により多くの酸素を送達するシーブベッドとして交替するため、経時的に発生する。これは、図3において例示されている。図3は、非対称の負荷条件下で、1サイクル当たりの1つのシーブベッド当たりに送達されるボーラスの数のシミュレーションを例示している。図3における非対称の負荷状態に使用される条件は、図2に関してすでに論じたものである:BR*tcyc=3.03パルス/サイクル。図3において示されているように、シーブベッド12及びシーブベッド14は、時間の経過302に伴いより多くのボーラス300を生成するシーブベッドとして交替する。これは、相反する時間302において、1サイクルあたり2ボーラス/ベッドと1サイクルあたり1ボーラス/ベッドとの間で交替するシーブベッド12及び14を表す線によって示されている。この例における理論上の繰り返し周期304は、4.95分である。 This purity vibration is such that both sheave beds (12 and 14 shown in FIGS. 1A-1D) have a certain number of cycles (eg, 16.5 cycles for bed 12) under the conditions of the above example. It occurs over time as it alternates as a sheave bed that delivers more oxygen during (16.5 cycles, etc.) for the bed 14. This is illustrated in FIG. FIG. 3 illustrates a simulation of the number of bolus delivered per sheave bed per cycle under asymmetric loading conditions. The conditions used for the asymmetric load condition in FIG. 3 have already been discussed with respect to FIG. 2: BR * t cycl = 3.03 pulses / cycle. As shown in FIG. 3, the sheave bed 12 and the sheave bed 14 are replaced as sheave beds that produce more bolus 300 over time 302. This is indicated by lines representing sheave beds 12 and 14 alternating between 2 bolus / bed per cycle and 1 bolus / bed per cycle at conflicting times 302. The theoretical repetition period 304 in this example is 4.95 minutes.

一部の(例えば、図1A及び1Bにおいて示されている)実施形態において、システム10は、この効果を弱めるために、生成物タンク15を含んでもよい。しかし、生成物タンク15を含めることによって、システム10のサイズ及び質量を増大させる可能性がある。一部の実施形態において、システム10が、一方のシーブベッドに他方のシーブベッドよりも多くのボーラスを送達させる既知の臨界サイクル時間値(例えば、BR*tcyc=1,3,5,....)から少なくとも数パーセント離れるように、サイクル時間tcycを適応させることによってこの効果を弱めるようにシステム10は構成されてもよい。これらの臨界サイクル時間値に対して、1サイクル当たりの1ベッド当たりのボーラスの数は、1/0、2/1、3/2...である。しかし、奇数によって特徴づけられる少ない数よりも、非対称のポイントの方が多いかもしれない。これは、図4において示されている。 In some embodiments (eg, shown in FIGS. 1A and 1B), the system 10 may include a product tank 15 to counteract this effect. However, inclusion of the product tank 15 can increase the size and mass of the system 10. In some embodiments, the system 10 delivers a known critical cycle time value (eg, BR * t cyc = 1, 3, 5, ...) That causes one sheave bed to deliver more bolus than the other sheave bed. The system 10 may be configured to diminish this effect by adapting the cycle time t cyc at least a few percent away from (..). For these critical cycle time values, the number of bolus per bed per cycle is 1/0, 2/1, 3/2. .. .. Is. However, there may be more asymmetric points than the small numbers characterized by odd numbers. This is shown in FIG.

図4は、シーブベッド12及びシーブベッド14の非対称の負荷を例示している。図4は、ボーラスの数(BR*tcyc)402が増加するに従い、1サイクル400当たりの酸素の相対的な過剰又は欠乏を(割合として)例示している。図4において示されているように、非対称のポイント404は、単に奇数のボーラスにおけるもの406よりも多い。一例として、示されている非対称のポイント404は、BR*tcyc=1.5、2.5、3.5、及び4.5に対応している。これらは、1サイクル当たりの1ベッド当たりのボーラスの数が、それぞれ1/0.5(すなわち、第2のベッドは2つ目のサイクルごとのみボーラスを提供する)、1.5/1、2/1.5、及び2.5/2である状況である。 FIG. 4 illustrates the asymmetric load of the sheave bed 12 and the sheave bed 14. FIG. 4 illustrates (as a percentage) the relative excess or deficiency of oxygen per cycle 400 as the number of bolus (BR * t cyc ) 402 increases. As shown in FIG. 4, the asymmetric points 404 are more than just those in the odd bolus 406. As an example, the asymmetric point 404 shown corresponds to BR * t cycl = 1.5, 2.5, 3.5, and 4.5. They have a number of bolus per bed per cycle of 1 / 0.5 (ie, the second bed provides bolus only for the second cycle), 1.5 / 1, 2 respectively. The situation is /1.5 and 2.5 / 2.

図1A~1Dに戻ると、生成物タンク15を含める、又は、サイクル時間を既知の臨界値から少なくとも数パーセント離れるように適応させる代わりに(及び/又はそれに加えて)、システム10は、アクティブパージ弁30A及び30Bを制御して、非対称のパージ体積を有する非対称の負荷状態を補償するように構成されてもよい。例えば、システム10は、その生成半サイクルの間に過剰なガス(例えば酸素)体積を送達したシーブベッド(例えば、シーブベッド12又は14)が、そのパージ相の間に対応する過剰な体積の酸素を受け取るように構成される。このようにして、その特定のシーブベッドにおける物質移動ゾーンの位置は安定化され、1つのシーブベッドが全ての(酸素)ボーラスを送達する極端な例としてさえ、非対称の負荷条件下(例えば、BR*tcyc=1)でさえ、物質移動ゾーンの位置は両方のシーブベッドに対して対称のままである。 Returning to FIGS. 1A-1D, instead of including the product tank 15 or adapting the cycle time to be at least a few percent away from known critical values (and / or in addition), the system 10 is actively purged. The valves 30A and 30B may be configured to compensate for asymmetric load conditions with asymmetric purge volumes. For example, the system 10 has a sheave bed (eg, sheave bed 12 or 14) that has delivered an excess gas (eg, oxygen) volume during its production half cycle, with a corresponding excess volume of oxygen during its purge phase. Is configured to receive. In this way, the location of the mass transfer zone in that particular sheave bed is stabilized, and even in the extreme case where one sheave bed delivers all (oxygen) bolus, asymmetric load conditions (eg BR). Even with * t cyc = 1), the position of the mass transfer zone remains symmetrical with respect to both sheave beds.

システム10は、分スケールで純度のばらつきを通常引き起こす状況において(例えば、酸素)純度を制御するよう構成される。上記のように、システム10は、一方のシーブベッドから他方のシーブベッドへの連続的な非対称のパージ体積の送達によって、シーブベッド12及び14からの非対称の生成物体積の補償を容易にするように構成されたアクティブ(切り替え可能)パージ弁30A及び30B(例えば、上記の電気作動ソレノイド弁及び/又は他の弁等)を含む。有利に、これは、さらなる動力又は生成物タンクを必要とせずに、システム10によって送達される安定した酸素純度をもたらす。非対称のパージガス体積制御は、多くの及び/又は全ての負荷状態において(例えば、対象者18が完全に不規則に呼吸する場合であっても)適用可能であってもよい。非対称のパージガス体積制御は、従来のセンサ信号(例えば、シーブベッド圧力曲線、生成物O含有量)を含む他の制御アルゴリズム及びシステムパラメータ(例えば、ハーフサイクル時間、同等化時間、圧縮機RPM等)とは無関係に適用されてもよい。実際、システム10は、従来の制御アルゴリズムが適用される前の最初のステップとして、本明細書において記載される動作を行うことができる。このようにして、従来の制御アルゴリズムは、圧縮機RPMを増加させる(例えば、対応する装置入力電力の増加を必要とする)ことによって、分スケールの酸素生成物純度の低下を補償することが多いため、POC動作の効率が高められる。 The system 10 is configured to control the purity (eg, oxygen) in situations that normally cause variation in purity on a minute scale. As mentioned above, the system 10 facilitates compensation for the asymmetric product volume from the sheave beds 12 and 14 by delivering a continuous asymmetric purge volume from one sheave bed to the other sheave bed. Includes active (switchable) purge valves 30A and 30B configured in (eg, the above-mentioned electrically operated solenoid valves and / or other valves, etc.). Advantageously, this results in stable oxygen purity delivered by system 10 without the need for additional power or product tanks. Asymmetric purge gas volume control may be applicable in many and / or all load conditions (eg, even if subject 18 breathes completely irregularly). Asymmetric purge gas volume control includes other control algorithms and system parameters including conventional sensor signals (eg, sheave bed pressure curve, product O 2 content) and system parameters (eg, half cycle time, equivalization time, compressor RPM, etc.) ) May be applied independently. In fact, the system 10 can perform the operations described herein as a first step before the conventional control algorithm is applied. In this way, conventional control algorithms often compensate for the decrease in oxygen product purity on a minute scale by increasing the compressor RPM (eg, requiring an increase in the corresponding device input power). Therefore, the efficiency of POC operation is improved.

図1A~1Dにおいて示されているシステム10の構成要素に戻ると、センサ20は、対象者18の呼吸に関する情報を伝達する1つ以上の出力信号を生成するように構成される。一部の実施形態において、対象者18の呼吸に関する情報は、システム10内のガスの1つ以上のガスパラメータ、対象者18の呼吸パラメータ、及び/又は他の情報であってもよく及び/又はそれらを含んでもよい。一部の実施形態において、システム10は、対象者18にガスを提供するカニューレライン内の圧力低下に基づき吸息の開始を感知するように構成される。 Returning to the components of the system 10 shown in FIGS. 1A-1D, the sensor 20 is configured to generate one or more output signals that convey information about the subject 18's respiration. In some embodiments, the information about the subject 18's respiration may be one or more gas parameters of the gas in the system 10, the subject 18's respiration parameters, and / or other information. They may be included. In some embodiments, the system 10 is configured to sense the onset of inspiration based on a pressure drop in the cannula line providing gas to subject 18.

センサ20は、直接及び/又は間接的に対象者18の呼吸に関する情報を伝達する出力信号を生成する1つ以上のセンサを含んでもよい。例えば、1つ以上のセンサ20は、対象者18の呼吸によって引き起こされるガスの流れに基づき直接的に、対象者18の心拍数(例えば、センサ20は、対象者18の胸部に位置する及び/又は対象者18の手首のブレスレットとして構成された及び/又は対象者18の別の肢に位置する心拍数センサであってもよく及び/又はそれを含んでもよい)、対象者18の動き(例えば、センサ20は、呼吸がアクチグラフィ信号を使用して分析され得るように、加速度計を有する対象者18の手首及び/又は足首の周囲のブレスレットを含んでもよい)、及び/又は、対象者18の他の特徴に基づき間接的に出力信号を生成することができる。センサ20は、対象者18に近接したシステム10の流路における単一の位置において例示されているけれども、これは、限定的であることを意図していない。センサ20は、例えば、対象者12にガスを送達するカニューレ、対象者18によって装着されるマスク若しくは他のインターフェース装置内(又はそれと通信して)等、複数の位置に配置された、対象者18の衣服に(取り外し可能な方法で)結合された、ヘッドバンド、リストバンド等として対象者18によって装着された、(例えば、対象者18の胸の動きに関する出力信号を伝達するカメラ等)対象者18を指すように及び/又は他の位置に置かれたセンサを含んでもよい。 The sensor 20 may include one or more sensors that directly and / or indirectly generate an output signal that conveys information about the subject 18's respiration. For example, one or more sensors 20 may directly base the flow of gas caused by the subject 18's breathing to the subject 18's heart rate (eg, the sensor 20 may be located on the subject 18's chest and / or. Or a heart rate sensor configured as a wrist bracelet of subject 18 and / or located on another limb of subject 18 and / or may include it), movement of subject 18 (eg, may include). , Sensor 20 may include a bracelet around the wrist and / or ankle of subject 18 with an accelerometer so that breathing can be analyzed using actigraphic signals), and / or subject 18. The output signal can be indirectly generated based on other features. Although the sensor 20 is exemplified in a single position in the flow path of the system 10 in close proximity to the subject 18, this is not intended to be limiting. The sensor 20 is located at a plurality of positions, such as, for example, in a cannula that delivers gas to the subject 12, a mask worn by the subject 18 or in (or communicates with) another interface device, the subject 18. Subject 18 worn by subject 18 as a headband, wristband, etc. (removably coupled) to the garment of the subject (eg, a camera transmitting an output signal relating to the movement of the subject 18's chest). It may include sensors located to point to 18 and / or elsewhere.

プロセッサ24は、システム10において情報処理能力を提供するように構成される。そのようなものとして、プロセッサ24は、デジタルプロセッサ、アナログプロセッサ、情報を処理するように設計されたデジタル回路、情報を処理するように設計されたアナログ回路、ステートマシン、及び/又は、情報を電子的に処理するための他の機構のうち1つ以上を含んでもよい。プロセッサ24は、単一の実体として図1A~1Dにおいて示されているけれども、これは、単に例示を目的としているだけである。一部の実施形態において、プロセッサ24は、複数の処理ユニットを含んでもよい。これらの処理ユニットは、同じ装置(例えば、ポータブル酸素濃縮システム等)内に物理的に配置されてもよく、又は、プロセッサ24は、協調して動作する複数の装置の処理機能を表してもよい。一部の実施形態において、プロセッサ24は、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、スマートフォン、タブレットコンピュータ、サーバ、及び/又はシステム10に関連する他の計算装置等の計算装置であってもよく及び/又はそれらに含まれてもよい。そのような計算装置は、システム10とのユーザ対話を容易にするように構成されたグラフィカルユーザインタフェースを有する1つ以上の電子アプリケーションを実行することができる。 The processor 24 is configured to provide information processing capability in the system 10. As such, the processor 24 is a digital processor, an analog processor, a digital circuit designed to process information, an analog circuit designed to process information, a state machine, and / or electronic information. It may include one or more of the other mechanisms for processing. The processor 24 is shown in FIGS. 1A-1D as a single entity, but this is for illustration purposes only. In some embodiments, the processor 24 may include a plurality of processing units. These processing units may be physically located within the same device (eg, a portable oxygen concentrator system, etc.), or the processor 24 may represent the processing function of a plurality of devices operating in concert. .. In some embodiments, the processor 24 may be a computing device such as a desktop computer, laptop computer, smartphone, tablet computer, server, and / or other computing device associated with the system 10 and / or them. May be included in. Such a computing device can execute one or more electronic applications having a graphical user interface configured to facilitate user interaction with the system 10.

図1A~1Dにおいて示されているように、プロセッサ24は、1つ以上のコンピュータプログラムコンポーネントを実行するように構成される。コンピュータプログラムコンポーネントは、例えば、プロセッサ24に組み込まれた及び/又さもなければコードされたソフトウェアプログラム及び/又はアルゴリズムを含んでもよい。1つ以上のコンピュータプログラムコンポーネントは、制御コンポーネント40、非対称コンポーネント42、調整コンポーネント44、及び/又は他のコンポーネントのうち1つ以上を含んでもよい。プロセッサ24は、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、ハードウェア、及び/又はファームウェアのある組み合わせ、及び/又は、プロセッサ24上の処理能力を構成するための他の機構によって、コンポーネント40、42、及び/又は44を実行するように構成されてもよい。 As shown in FIGS. 1A-1D, the processor 24 is configured to execute one or more computer program components. Computer program components may include, for example, software programs and / or algorithms embedded in and / or otherwise coded in the processor 24. The one or more computer program components may include one or more of the control component 40, the asymmetric component 42, the tuning component 44, and / or other components. The processor 24 is composed of components 40, 42, and / or a combination of software, hardware, firmware, software, hardware, and / or firmware, and / or other mechanisms for configuring processing power on the processor 24. / Or 44 may be configured to perform.

コンポーネント40、42、及び44は、単一の処理ユニット内に同一場所に配置されているとして図1A~1Dにおいて例示されているけれども、プロセッサ24が複数の処理ユニットを含む実施形態では、コンポーネント40、42、及び/又は44のうち1つ以上が、他のコンポーネントから離れた場所に位置してもよいことを正しく理解するべきである。コンポーネント40、42、及び/又は44のいずれも、記載されるよりも多い又は少ない機能を提供することができるため、以下に記載される異なるコンポーネント40、42、及び/又は44によって提供される機能の説明は、例示目的のためであり、限定的であると意図されない。例えば、コンポーネント40、42、及び/又は44のうち1つ以上を排除することができ、その機能の一部又は全部を他のコンポーネント40、42、及び/又は44によって提供することができる。別の例として、プロセッサ24は、コンポーネント40、42、及び/又は44のうち1つに帰属される機能の一部又は全部を行うことができる1つ以上のさらなるコンポーネントを実行するように構成されてもよい。 Although components 40, 42, and 44 are exemplified in FIGS. 1A-1D as being co-located within a single processing unit, in embodiments where the processor 24 comprises a plurality of processing units, the component 40 It should be correctly understood that one or more of the, 42, and / or 44 may be located away from other components. Since any of the components 40, 42, and / or 44 can provide more or less functionality than described, the functionality provided by the different components 40, 42, and / or 44 described below. The description of is for illustrative purposes only and is not intended to be limiting. For example, one or more of the components 40, 42, and / or 44 can be excluded, and some or all of its functionality can be provided by the other components 40, 42, and / or 44. As another example, the processor 24 is configured to perform one or more additional components capable of performing some or all of the functions belonging to one of the components 40, 42, and / or 44. You may.

制御コンポーネント40は、PSAプロセスの濃縮ガス生成及びパージサイクルの間に、シーブベッド12及び14に出入りするガスの流れを制御するように構成される。制御コンポーネント40は、1つ又は複数のセンサ20からの出力信号及び/又は他の情報に基づき、PSAプロセスの濃縮ガス生成及びパージサイクルの間に、弁22に、シーブベッド12及び14に出入りするガスの流れを制御させるように構成される。一部の実施形態において、制御コンポーネント40は、対象者18における吸息の開始又は他の呼吸努力を示す上記の1つ以上の呼吸パラメータに基づきガスの流れを制御するように構成される。例えば、制御コンポーネント40は、オンデマンドで濃縮酸素が対象者18に供給されることを確実にするために、1つ以上の弁22を制御することができる。この例を用いて続けると、制御コンポーネント40は、パージ弁30A及び30Bに、対応するPSAプロセスのパージサイクルの間に、シーブベッド12及び14に出入りするガスの流れを制御させるように構成されてもよい。 The control component 40 is configured to control the flow of gas in and out of the sheave beds 12 and 14 during the enriched gas generation and purge cycles of the PSA process. The control component 40 enters and exits the valve 22 and the sheave beds 12 and 14 during the enriched gas generation and purge cycles of the PSA process, based on output signals and / or other information from one or more sensors 20. It is configured to control the flow of gas. In some embodiments, the control component 40 is configured to control the flow of gas based on one or more of the above respiratory parameters indicating the initiation of inspiration or other respiratory effort in subject 18. For example, the control component 40 can control one or more valves 22 to ensure that the concentrated oxygen is supplied to the subject 18 on demand. Continuing with this example, the control component 40 is configured to allow the purge valves 30A and 30B to control the flow of gas in and out of the sheaves 12 and 14 during the purge cycle of the corresponding PSA process. May be good.

非対称コンポーネント42は、一対のシーブベッドにおける一方のシーブベッド(例えば、シーブベッド12等)によって生成される濃縮ガスの体積が、一対のシーブベッドにおける他方のシーブベッド(例えば、シーブベッド14等)によって生成される濃縮ガスの体積とは異なるかどうかを決定するように構成される。非対称コンポーネント42は、出力信号に基づき、弁22にシーブベッド12及び14に出入りするガスの流れを制御させることが、一対のシーブベッドにおける一方のシーブベッド(例えば、シーブベッド12等)によって生成される濃縮ガスの体積を、一対のシーブベッドにおける他方のシーブベッド(例えば、シーブベッド14等)によって生成される濃縮ガスの体積とは異なるようにしたかどうかを決定するように構成される。 In the asymmetric component 42, the volume of the concentrated gas produced by one sheave bed (eg, sheave bed 12 etc.) in the pair of sheave beds is increased by the other sheave bed (eg, sheave bed 14 etc.) in the pair of sheave beds. It is configured to determine if it differs from the volume of concentrated gas produced. The asymmetric component 42 causes the valve 22 to control the flow of gas in and out of the sheave beds 12 and 14 based on the output signal, which is generated by one sheave bed in a pair of sheave beds (eg, sheave bed 12 and the like). It is configured to determine whether the volume of the concentrated gas is different from the volume of the concentrated gas produced by the other sheave bed (eg, sheave bed 14 or the like) in the pair of sheave beds.

一部の実施形態では、出力信号に基づき、弁22に一対のシーブベッド12及び14に出入りするガスの流れを制御させることが、一対のシーブベッドにおける一方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積を、一対のシーブベッドにおける他方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積とは異なるようにしたかどうかを決定することが、(1)各シーブベッドから対象者に送達される濃縮ガスのボーラスの数をカウントし、各シーブベッドからのカウントを互いに比較すること、又は、(2)各シーブベッドから対象者に送達されるボーラスに対して、経時的に濃縮ガスのボーラスの流量を積分して、各シーブベッドから送達される総ボーラス体積を決定し、さらに(3)各シーブベッドからの総ボーラス体積を互いに比較することを含む。一部の実施態様において、非対称コンポーネント42は、1つのPSAサイクルにおいて、各シーブベッド(12及び14)によって供給されるガス(例えば、酸素)生成物体積VA及びVBを決定し、さらに、差ΔV=VA-VBを決定するように構成される。 In some embodiments, the valve 22 controls the flow of gas in and out of the pair of sheave beds 12 and 14 based on the output signal of the concentrated gas produced by one of the sheave beds in the pair of sheave beds. Determining whether the volume is different from the volume of the concentrated gas produced by the other sheave bed in the pair of sheave beds is (1) of the concentrated gas delivered from each sheave bed to the subject. Count the number of bolus and compare the counts from each sheave bed with each other, or (2) integrate the flow rate of the concentrated gas bolus over time for the bolus delivered from each sheave bed to the subject. Then, the total bolus volume delivered from each sheave bed is determined, and (3) the total bolus volume from each sheave bed is compared with each other. In some embodiments, the asymmetric component 42 determines the gas (eg, oxygen) product volumes VA and VB supplied by each sheave bed (12 and 14) in one PSA cycle and further determines the difference ΔV. = VA-VB is configured to be determined.

上記の段落をさらに詳しく説明すると、ボーラス体積(VP)を一定に保つために、制御コンポーネント40がシステム10の他のコンポーネントを制御している場合、非対称コンポーネント42は、1つのPSAサイクル(NA、NB)において、各シーブベッド12及び14によって送達されるボーラスの数をカウントし、各側からのボーラスの数と、対応するボーラス体積とを掛けるように構成され(上記の段落におけるオプション(1)):VA=NA*VP、VB=NB*VP、これによって、ΔV=VA-VB=(NA-NB)*VPが得られる。送達されるボーラス体積が一定でない(上記の段落におけるオプション(2)の)場合、非対称コンポーネント42は、ボーラス送達時間にわたって、1つのボーラス内のガス(例えば、O)生成物流量を積分して(ΦP(t))、個々のボーラス体積(VP)を得るように構成され、これらは、それぞれVA及びVBを得るために、1つのPSAサイクルにわたって合計される。ΦP(t)という用語は、例えば、既知の(例えば、O)経路抵抗にわたる圧力差の測定値(Δp(t))に基づき決定される。これは、Δp(t)へのΦP(t)の依存性の実験的なフィットによって、ΦP(t)はΔp(t)^0.537に比例するということが得られたため、例えば、生成物送達弁31であってもよい。 To further elaborate on the above paragraph, if the control component 40 controls the other components of the system 10 to keep the bolus volume (VP) constant, the asymmetric component 42 will have one PSA cycle (NA, In NB), the number of bolus delivered by each sheave bed 12 and 14 is counted and configured to multiply the number of bolus from each side by the corresponding bolus volume (option (1) in the above paragraph). ): VA = NA * VP, VB = NB * VP, whereby ΔV = VA-VB = (NA-NB) * VP is obtained. If the delivered bolus volume is not constant (of option (2) in the above paragraph), the asymmetric component 42 integrates the gas (eg, O 2 ) product flow in one bolus over the bolus delivery time. (ΦP (t)), configured to obtain individual bolus volumes (VP i ), which are summed over one PSA cycle to obtain VA and VB, respectively. The term ΦP (t) is determined, for example, on the basis of a measured value (Δp (t)) of the pressure difference over a known (eg, O 2 ) path resistance. This is because, for example, the product, because the experimental fit of the dependence of ΦP (t) on Δp (t) yielded that ΦP (t) is proportional to Δp (t) ^ 0.537. It may be a delivery valve 31.

一部の実施態様において、非対称コンポーネント42は、一対のシーブベッド12及び14における一方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積が、一対のシーブベッド12及び14における他方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積と異なる量が、体積差閾値を超過するかどうかを決定するように構成される。体積差閾値は、対象者18又は対象者18と人口統計学的に類似したユーザに対する以前の療法セッションからの情報に基づき、非対称コンポーネント42によって決定されてもよく、システム10の製造時に決定されてもよく、対象者18及び/又は他のユーザによってシステム10のユーザインターフェースを介して入力及び/又は選択されてもよく、及び/又は、他の方法で決定されてもよい。 In some embodiments, the asymmetric component 42 is such that the volume of concentrated gas produced by one sheave bed in the pair of sheave beds 12 and 14 is produced by the other sheave bed in the pair of sheave beds 12 and 14. It is configured to determine whether an amount different from the volume of the concentrated gas exceeds the volume difference threshold. The volume difference threshold may be determined by the asymmetric component 42, based on information from previous therapy sessions for subject 18 or a demographically similar user to subject 18, and may be determined at the time of manufacture of system 10. It may also be input and / or selected by the subject 18 and / or other users via the user interface of the system 10 and / or may be determined in other ways.

調整コンポーネント44は、非対称コンポーネント42による、シーブベッド12及び14によって生成される濃縮ガスの体積が異なる(例えば、一対のシーブベッドにおける一方のシーブベッド(例えば、シーブベッド12等)によって生成される濃縮ガスの体積が、一対のシーブベッドにおける他方のシーブベッド(例えば、シーブベッド14等)によって生成される濃縮ガスの体積とは異なる)、又は、閾値量を超えて異なるという決定に応答して、異なるシーブベッド12及び14に対してガスの異なるパージ体積を決定するように構成される。これは、シーブベッド12及び14によって生成される濃縮ガスの異なる体積に基づき、シーブベッド12及び14に対してガスの異なるパージ体積を決定することを含む。 The adjustment component 44 has different volumes of enriched gas produced by the sheaves 12 and 14 due to the asymmetric component 42 (eg, enrichment produced by one sheave bed in a pair of sheave beds (eg, sheave bed 12 etc.)). In response to the determination that the volume of gas differs beyond the volume of concentrated gas produced by the other sheave bed in a pair of sheave beds (eg, sheave bed 14 etc.), or by a threshold amount. It is configured to determine different purge volumes of gas for different sheave beds 12 and 14. This involves determining different purge volumes of gas for sheave beds 12 and 14 based on different volumes of concentrated gas produced by sheave beds 12 and 14.

例えば、調整コンポーネント44は、VpA-VpB=(VA-VB)/2となるように、次のPSAサイクルのために、ベッド12によって受けられるOパージ体積(VpA)及びベッド14によって受けられるOパージ体積(VpB)に対する調整を決定するように構成されてもよい。このようにして、Oの正味送達量(nVA=VA-VpA+VpB及びnVB=VB-VpB+VpA)は、同一(又はほぼ同一)であり(例えば、両方とも1/2*(VA+VB)に等しく)、シーブベッド12及び14内の状態は、可能な限り対称的なままであり得る。Oの正味送達量(例えば、nVA等)は、送達される生成物VA、B-VpAからの受けるパージ、及びB+VpBに対する送達されるパージの3つの項から構成されることを認識することが重要である。例えば、第3の項を省略すると、高過ぎる2倍のパージ補償が生じることになる。 For example, the adjustment component 44 has an O2 purge volume (VpA) received by the bed 12 and an O received by the bed 14 for the next PSA cycle such that VpA-VpB = (VA-VB) / 2. 2 It may be configured to determine the adjustment for the purge volume (VpB). In this way, the net delivery amount of O 2 (nVA = VA-VpA + VpB and nVB = VB-VpB + VpA) is the same (or nearly identical) (eg, both equal to 1/2 * (VA + VB)). The conditions within the sheave beds 12 and 14 can remain as symmetrical as possible. It can be recognized that the net delivery amount of O2 (eg, nVA, etc.) consists of three terms: the product VA delivered, the purge received from B-VpA, and the purge delivered to B + VpB. is important. For example, omitting the third term would result in double purge compensation that is too high.

制御コンポーネント40は、PSAプロセスのパージサイクルが、シーブベッド12及び14に対して調整コンポーネント44によって決定される異なるパージ体積に基づき制御されるように構成される。一部の実施形態において、制御コンポーネント40は、PSAプロセスのパージサイクルの間に、弁22(例えば、パージ弁30A及び30B等)にパージ時間又はパージガスの流量を調整させることによって、シーブベッド12及び14に対して決定されたガスの異なるパージ体積に基づき、弁22にPSAプロセスのパージサイクルを制御させるように構成される。 The control component 40 is configured such that the purge cycle of the PSA process is controlled for the sheave beds 12 and 14 based on the different purge volumes determined by the adjustment component 44. In some embodiments, the control component 40 causes the valve 22 (eg, purge valves 30A and 30B, etc.) to adjust the purge time or flow rate of the purge gas during the purge cycle of the PSA process to the sheave bed 12 and. Based on the different purge volumes of gas determined for 14, the valve 22 is configured to control the purge cycle of the PSA process.

一部の実施形態では、シーブベッドに対して決定されたガスの異なるパージ体積に基づき、弁にPSAプロセスのパージサイクルを制御させることは、他方のシーブベッドに対して増加した体積の濃縮ガスを出力する一対のシーブベッドのうちの一方が、パージサイクルの間に他方のシーブベッドに対して増加した体積の濃縮ガスを受けるように、PSAプロセスのパージサイクルの間に、弁に、一方又は両方のシーブベッドに対するパージ時間又はパージガスの流量を増加又は減少させることを含む。 In some embodiments, having the valve control the purge cycle of the PSA process based on a different purge volume of gas determined for the sheave bed can result in an increased volume of concentrated gas for the other sheave bed. During the purge cycle of the PSA process, one or both of the pair of sheave beds to output receive an increased volume of concentrated gas relative to the other sheave bed during the purge cycle. Includes increasing or decreasing the purge time or the flow rate of purge gas to the sheave bed.

例えば、一部の実施態様において、制御コンポーネント40は、VpAを+(VA-VB)/2だけ増加させることによって、又は、VpBを-(VA-VB)/2だけ減少させることによって、一方のシーブベッドのみのパージ体積を調整するように構成される。有利に、このシングルパージ調整補償は、1つのパラメータ(例えば、一方のシーブベッドのパージ体積)のみの調整を含む。一部の実施態様において、制御コンポーネント40は、デュアルパージ調整補償のために構成される。これらの実施形態において、制御コンポーネント40は、+(VA-VB)/4だけVpAを増加させ、同時に-(VA-VB)/4だけVpBを減少させてもよい。デュアルパージ調整補償は、少なくとも2つのパラメータ(例えば、両方のシーブベッド12及び14のパージ体積等)の調整を含むが、必要とされる変更の大きさ((VA-VB)/4)は、シングルパージ調整補償に必要とされる変更の大きさ((VA-VB)/2)の半分であるという利点を有する。有利に、デュアルパージ調整補償で、より広い範囲の非対称性を、他の制御パラメータ値の所与の範囲内で補正することができる。 For example, in some embodiments, the control component 40 is one by increasing VpA by + (VA-VB) / 2 or by decreasing VpB by − (VA-VB) / 2. It is configured to adjust the purge volume of the sheave bed only. Advantageously, this single purge adjustment compensation includes adjustment of only one parameter (eg, the purge volume of one sheave bed). In some embodiments, the control component 40 is configured for dual purge adjustment compensation. In these embodiments, the control component 40 may increase VpA by + (VA-VB) / 4 and at the same time decrease VpB by − (VA-VB) / 4. The dual purge adjustment compensation includes adjustment of at least two parameters (eg, purge volumes of both sheave beds 12 and 14), but the required change magnitude ((VA-VB) / 4) is. It has the advantage of being half the magnitude of the change ((VA-VB) / 2) required for single purge adjustment compensation. Advantageously, with dual purge adjustment compensation, a wider range of asymmetries can be corrected within a given range of other control parameter values.

パージ体積(Vp)は、Vp=Φp*tpとなるように、パージ流量(Φp)とパージ時間(Δtp)の積である。上記のように、制御コンポーネント40は、PSAプロセスのパージサイクルの間に、一方又は両方のシーブベッド12及び14に対してパージ流量(Φp)又はパージ時間(tp)(又は両方)を調整する(例えば、増加又は減少させる)ことによって、パージ体積(VpA及び/又はVpB)を調整することができる。非限定的な例として、制御コンポーネント40は、ガス(例えば、O)パージ流のための並列経路のオン/オフを切り替えることによって、比例弁を使用してパージ流を変えることによって、及び/又は他の操作によって、パージ流量(Φp)を調整することができる。別の非限定的な例として、制御コンポーネント40は、アクティブ(切り替え可能)パージ弁30A及び30B(例えば、電気作動ソレノイド弁等)を制御して、パージ時間(例えば、弁が開いている時間等)、tpA、及びtpBを調整して、VpA及びVpBの所望の調整を実現することができる。 The purge volume (Vp) is the product of the purge flow rate (Φp) and the purge time (Δtp) so that Vp = Φp * tp. As mentioned above, the control component 40 adjusts the purge flow rate (Φp) or purge time (tp) (or both) for one or both sheave beds 12 and 14 during the purge cycle of the PSA process. For example, by increasing or decreasing), the purge volume (VpA and / or VpB) can be adjusted. As a non-limiting example, the control component 40 uses a proportional valve to turn the purge flow on and off by switching the parallel path for the gas (eg, O 2 ) purge flow on and off, and / Alternatively, the purge flow rate (Φp) can be adjusted by another operation. As another non-limiting example, the control component 40 controls active (switchable) purge valves 30A and 30B (eg, electrically operated solenoid valves, etc.) for purge time (eg, valve open time, etc.). ), TpA, and tpB can be adjusted to achieve the desired adjustment of VpA and VpB.

一部の実施形態において、制御コンポーネント40は、シーブベッド12及び14に対して決定されたガスの異なるパージ体積に基づき、弁22にPSAプロセスのパージサイクルを制御させて、対象者18への送達のための濃縮ガスの目標純度を維持するように構成される。目標純度は、対象者18又は対象者18と人口統計学的に類似したユーザに対する以前の療法セッションからの情報に基づき制御コンポーネント40によって決定されてもよく、システム10の製造時に決定されてもよく、対象者18及び/又は他のユーザによってシステム10のユーザインターフェースを介して入力及び/又は選択されてもよく、及び/又は、他の方法で決定されてもよい。 In some embodiments, the control component 40 causes the valve 22 to control the purge cycle of the PSA process based on the different purge volumes of gas determined for the sheave beds 12 and 14, and deliver to subject 18. It is configured to maintain the target purity of the concentrated gas for. The target purity may be determined by the control component 40 based on information from the subject 18 or a user who is demographically similar to the subject 18 from a previous therapy session, or may be determined at the time of manufacture of the system 10. , And / or may be input and / or selected by subject 18 and / or other users via the user interface of the system 10, and / or may be determined in other ways.

実施例
システム10は、Φp=0.5slpmのO生成物出力設定で動作すると仮定する。POCのサイクル時間はtcyc=9s(ハーフサイクル時間thcyc=4.5s)であり、対象者18は、BR=20呼吸/分の一定の呼吸速度で呼吸している。これは、(上記のように)負荷状態がシーブベッドに関して非対称であることを意味する。1サイクル当たり及び1ベッド当たりのボーラス数をカウントすることによって、1サイクル当たり、ベッド12は2ボーラスを生成し、ベッド14は1ボーラスのみを生成していることが明らかになる。図5は、シーブベッド12からのボーラス及びシーブベッド14からのボーラスに対する圧力507対時間509のトレース501及び503をそれぞれ例示している。図5において示されているように、各ボーラスは、各ベッドからのボーラスに対する圧力トレースにおける沈み500(2つのボーラスに対応する2つの沈み)又は502(1つのボーラスに対応する1つの沈み)によって反映されている。
Example It is assumed that the system 10 operates with an O 2 product output setting of Φp = 0.5slpm. The cycle time of POC is t cyc = 9s (half cycle time t hcyc = 4.5 s), and the subject 18 is breathing at a constant respiration rate of BR = 20 respirations / minute. This means that the load condition (as described above) is asymmetric with respect to the sheave bed. By counting the number of bolus per cycle and per bed, it becomes clear that the bed 12 produces 2 bolus and the bed 14 produces only 1 bolus per cycle. FIG. 5 illustrates traces 501 and 503 of pressure 507 vs. time 509 against the bolus from the sheave bed 12 and the bolus from the sheave bed 14, respectively. As shown in FIG. 5, each bolus is subjected to sinking 500 (two sinks corresponding to two bolus) or 502 (one sink corresponding to one bolus) in the pressure trace to the bolus from each bed. It is reflected.

この例において、1ベッド当たりの1サイクル当たりの目標O出力は、Vt=Φp*thcyc=37.5smL(smL=標準mL)である。ボーラス体積は、VP=Φp/BR=25smLである。従って、1サイクル当たりの実際の(酸素)生成物体積は、VA=2*VP=50smL及びVB=1*VP=25smLである。次に、O生成物の非対称性はΔV=VA-VB=+25smLである。この非対称の負荷状態(及び対称のパージ時間tpA=tpB=2.75s)において、シーブベッド12は、各サイクルの間にVt-VA=-12.5smLのOを失うことになり、これは、シーブベッド12におけるNの突破及び不十分なO生成物純度(この例では、≒83%)をもたらす可能性がある。 In this example, the target O2 output per cycle per bed is Vt = Φp * thcyc = 37.5smL (smL = standard mL). The bolus volume is VP = Φp / BR = 25smL. Therefore, the actual (oxygen) product volume per cycle is VA = 2 * VP = 50smL and VB = 1 * VP = 25smL. Next, the asymmetry of the O 2 product is ΔV = VA-VB = + 25smL. In this asymmetric load condition (and symmetric purge time tpA = tpB = 2.75s), the sheave bed 12 loses Vt-VA = -12.5smL of O2 during each cycle. , Can result in N 2 breakthrough and inadequate O 2 product purity (≈83% in this example) in the sheave bed 12.

この負荷の非対称性を補償するために、この例において、システム10(図1A~1Dにおいて示されている制御コンポーネント40)は、デュアルパージ調整補償を使用し、(上記の)パージオリフィスを通るパージ流Φpの決定に基づき、パージ時間tpA及びtpBを調整する。この例において、パージ流は、効果的なオリフィスを通る流れとして記載されてもよく、これは、経験的に、式Φp=Φ0*0.0641*((phigh-plow)/psig)^0.537*(plow/psig+14.5)^0.49に従う。ここで、plow=オリフィスの「下端」における圧力であり、phigh=オリフィスの「上端」における圧力であり、Φ0=オリフィス定数[slpm]である。オリフィス定数Φ0は、Φ0[slpm]=10397*(d[in])となるように、オリフィス直径dの二乗に比例する。オリフィス直径d=0.020インチに対して、Φ0orifice=4.16slpmである。このオリフィスと直列のパージ弁及び他のチューブがパージ流をわずかに減少させることを考慮すると、「効果的な」パージオリフィスに対する良好な推定値はΦ0≒4.0slpmであってもよい。圧力トレース(図5)から、制御コンポーネント40は、パージ時間の間の「高い」シーブ圧力の平均としてのphighを、phigh≒10.83psigとして決定し、パージ時間の間の「低い」シーブ圧力の平均としてのplowを、plow≒1.25psigとして決定することができる。最後に、パージ流Φpは、Φp=Φ0*0.0641*((phigh-plow)/psig)^0.537*(plow/psig+14.5)^0.49=3.33slpmになる。従って、パージ時間の理論上の非対称性は、Δtp=(ΔV/2)/Φp=12.5smL/3.33slpm=0.225sとなるはずである。 To compensate for this load asymmetry, in this example, system 10 (control component 40 shown in FIGS. 1A-1D) uses dual purge adjustment compensation and purges through the purge orifice (above). The purge times tpA and tpB are adjusted based on the determination of the flow Φp. In this example, the purge flow may be described as a flow through an effective orifice, which is empirically described by the formula Φp = Φ0 * 0.0641 * ((pound-plow) / psig) ^. According to 0.537 * (plow / psig + 14.5) ^ 0.49. Here, p low = the pressure at the "lower end" of the orifice, high = the pressure at the "upper end" of the orifice, and Φ0 = the orifice constant [slpm]. The orifice constant Φ0 is proportional to the square of the orifice diameter d so that Φ0 [slpm] = 10397 * (d [in]) 2 . For an orifice diameter d = 0.020 inch, Φ0 orientation = 4.16 slpm. Considering that the purge valve and other tubes in series with this orifice slightly reduce the purge flow, a good estimate for an "effective" purge orifice may be Φ0≈4.0 slpm. From the pressure trace (FIG. 5), the control component 40 determines the price as the average of the "high" sheave pressure during the purge time as high 10.83 psig and the "low" sheave during the purge time. The flow as the average of the pressures can be determined as plow ≈ 1.25 psig . Finally, the purge flow Φp becomes Φp = Φ0 * 0.0641 * ((pound-plow) / psig) ^ 0.537 * (plow / psig + 14.5) ^ 0.49 = 3.33slpm . .. Therefore, the theoretical asymmetry of the purge time should be Δtp = (ΔV / 2) /Φp=12.5smL/3.33slpm=0.225s.

図6は、上記の(例えば、システム10が、シーブベッド12から2つのボーラス及びシーブベッド14から1つのボーラスを非対称に送達する場合の)例に対する、平均O生成物純度600及びシーブベッドパージ時間tpA602及びtpB604を例示している。図6において示されているように、最初の15分間ガスが対象者18(図1A~1D)に送達された間、パージ時間は対称的であり(tpA=tpB=2.75s)、生成物純度は低い(83.3%)。次に、パージ体積(この例では時間)が、異なるシーブベッドからの非対称のボーラス送達を補償するために、本明細書において記載されるように調整される(tpA=2.9s、tpB=2.6s、これによって、Δtp=tpA-tpB=0.30sが与えられる)。これは、次の3分以内に(酸素)生成物純度の(90.2%までの)増加をもたらす。しかし、次に、生成物純度は約1%だけ再び減少し、これは、パージ体積の調整(例えば、この例ではパージ時間の調整等)が大きすぎて、負荷の非対称性を過補償し、シーブベッド14を正味O損失の状態にしたことを示している。最後に、図6は、tpA=2.87s及びtpA=2.63sを設定し、これによって、Δtp=tpA-tpB=0.24sが与えられることによって、以前のパージ補償を低減するために行われる第2の是正調整を例示している。この値は0.225sの理論上の値(上記参照)に非常に近く、その結果、生成物純度は再び上昇し、約89.6%で安定化する。 FIG. 6 shows an average O2 product purity of 600 and a sheave bed purge for the above example (eg, where the system 10 asymmetrically delivers two boluses from the sheave bed 12 and one bolus from the sheave bed 14). The time tpA602 and tpB604 are exemplified. As shown in FIG. 6, the purge times are symmetrical (tpA = tpB = 2.75s) and the product, while the gas was delivered to subject 18 (FIGS. 1A-1D) for the first 15 minutes. The purity is low (83.3%). The purge volume (in this example, time) is then adjusted as described herein to compensate for the asymmetric bolus delivery from different sheave beds (tpA = 2.9s, tpB = 2). .6s, which gives Δtp = tpA-tpB = 0.30s). This results in an increase in (oxygen) product purity (up to 90.2%) within the next 3 minutes. But then the product purity is reduced again by about 1%, which means that the purge volume adjustment (eg, purge time adjustment in this example) is too great to overcompensate for load asymmetry. It shows that the sheave bed 14 is in a state of net O 2 loss. Finally, FIG. 6 sets tpA = 2.87s and tpA = 2.63s, thereby giving Δtp = tpA-tpB = 0.24s to reduce the previous purge compensation. Illustrates the second corrective adjustment. This value is very close to the theoretical value of 0.225s (see above), so that the product purity rises again and stabilizes at about 89.6%.

第2の調整の後で、生成物純度は、以前のパージ時間の変化の間に観察された90.2%の最大値に達しなかったことに留意されたい。これは、パージ時間の最適な設定が、同じ方向において(小さな)あと一歩のところであることを示している。このようにして、システム10(図1A~1D)は、理論上の値が単なる推定値であって、正確な値ではないため、パージ時間に対する最適な設定を見出すために(例えば)パージ時間の小さな調整を行うことができる。 Note that after the second adjustment, the product purity did not reach the maximum of 90.2% observed during the previous change in purge time. This indicates that the optimal setting for the purge time is (smaller) one step further in the same direction. In this way, the system 10 (FIGS. 1A-1D) has (eg) a purge time to find the optimal setting for the purge time because the theoretical values are merely estimates and not accurate values. You can make small adjustments.

図7は、ポータブル酸素濃縮システムが酸素を濃縮する方法700を例示している。このシステムは、一対のシーブベッド、圧力発生器、1つ以上のセンサ、1つ以上の弁、1つ以上の物理コンピュータプロセッサ、及び/又は他の構成要素を含む。1つ以上の物理コンピュータプロセッサは、コンピュータプログラムコンポーネントを実行するように構成される。コンピュータプログラムコンポーネントは、制御コンポーネント、非対称コンポーネント、調整コンポーネント、及び/又は他のコンポーネントを含む。以下において示されている方法700の動作は、例示的であることを意図している。一部の実施形態において、方法700は、記載されていない1つ以上のさらなる動作を伴って、及び/又は、論じられている動作のうち1つ以上を伴わずに成し遂げられてもよい。加えて、方法700の動作が図7において例示され、以下に記載される順序は、限定的であることを意図しない。 FIG. 7 illustrates a method 700 in which a portable oxygen concentrator system concentrates oxygen. The system includes a pair of sheaves, a pressure generator, one or more sensors, one or more valves, one or more physical computer processors, and / or other components. One or more physical computer processors are configured to execute computer program components. Computer program components include control components, asymmetric components, tuning components, and / or other components. The behavior of Method 700 shown below is intended to be exemplary. In some embodiments, method 700 may be accomplished with one or more additional actions not described and / or without one or more of the actions discussed. In addition, the operation of method 700 is illustrated in FIG. 7, and the order described below is not intended to be limited.

一部の実施形態において、方法700は、1つ以上の処理装置(例えば、デジタルプロセッサ、アナログプロセッサ、情報を処理するように設計されたデジタル回路、情報を処理するように設計されたアナログ回路、ステートマシン、及び/又は情報を電子的に処理するための他の機構等)において実施されてもよい。1つ以上の処理装置は、電子記憶媒体上に電子的に格納された命令に応答して、方法700の動作の一部又は全部を実行する1つ以上の装置を含んでもよい。1つ以上の処理装置は、方法700の動作のうち1つ以上の実行のために特に設計されることになるハードウェア、ファームウェア、及び/又はソフトウェアを介して構成される1つ以上の装置を含んでもよい。 In some embodiments, the method 700 is one or more processing devices (eg, a digital processor, an analog processor, a digital circuit designed to process information, an analog circuit designed to process information, etc.). It may be implemented in a state machine and / or other mechanism for processing information electronically, etc.). The one or more processing devices may include one or more devices that perform some or all of the operations of the method 700 in response to instructions electronically stored on the electronic storage medium. One or more processing devices include one or more devices configured via hardware, firmware, and / or software that will be specifically designed for the execution of one or more of the operations of Method 700. It may be included.

動作702において、加圧ガスが発生され、シーブベッドを通して導かれる。一部の実施形態において、動作702は、(図1A~1Dにおいて示され、本明細書において記載される)圧力発生器16と同じ又は類似の圧力発生器によって行われる。 In operation 702, pressurized gas is generated and guided through the sheave bed. In some embodiments, operation 702 is performed by the same or similar pressure generator 16 (shown in FIGS. 1A-1D and described herein).

動作704において、濃縮ガスが、圧力スイング吸着プロセス(PSA)で、対象者への送達のためにシーブベッドから出力される。PSAプロセスは、シーブベッドのうち一方が濃縮ガス生成サイクルを介して交替する場合に、他方のシーブベッドがパージサイクルを介して交替するように、シーブベッドの各々について濃縮ガス生成及びパージサイクルを交互に行うことを含む。一部の実施態様において、動作704は、(図1A~1Dにおいて示され、本明細書において記載される)シーブベッド12及び14と同じ又は類似のシーブベッドによって行われる。 In operation 704, the concentrated gas is discharged from the sheave bed for delivery to the subject in a pressure swing adsorption process (PSA). The PSA process alternates concentrated gas generation and purge cycles for each of the sheave beds so that if one of the sheave beds alternates through the enriched gas generation cycle, the other sheave bed alternates through the purge cycle. Including what to do. In some embodiments, operation 704 is performed by the same or similar sheave beds 12 and 14 (shown in FIGS. 1A-1D and described herein).

動作706において、対象者の呼吸に関する情報を伝達する出力信号が生成される。一部の実施形態において、動作706は、(図1A~1Dにおいて示され、本明細書において記載される)センサ20と同じ又は類似する1つ以上のセンサによって行われる。 In motion 706, an output signal is generated that conveys information about the subject's respiration. In some embodiments, operation 706 is performed by one or more sensors that are the same as or similar to sensor 20 (shown in FIGS. 1A-1D and described herein).

動作708において、PSAプロセスの濃縮ガス生成及びパージサイクルの間に、シーブベッドに出入りするガスの流れが制御される。動作708は、出力信号に基づき、PSAプロセスの濃縮ガス生成及びパージサイクルの間に、弁に一対のシーブベッドに出入りするガスの流れを制御させることを含む。一部の実施形態において、動作708は、(図1A~1Dにおいて示され、本明細書において記載される)弁22及び制御コンポーネント40と同じ又は類似の弁及びプロセッサコンポーネントによって行われる。一部の実施形態において、弁は、2つ以上の供給弁及び2つ以上のパージ弁を含み、動作708は、2つ以上のパージ弁が、PSAプロセスのパージサイクルの間に、一対のシーブベッドに出入りするガスの流れを制御することを含む。 In operation 708, the flow of gas in and out of the sheave bed is controlled during the enriched gas generation and purge cycles of the PSA process. Operation 708 comprises having the valve control the flow of gas in and out of the pair of sheave beds during the enriched gas generation and purge cycle of the PSA process based on the output signal. In some embodiments, operation 708 is performed by the same or similar valve and processor components as valve 22 and control component 40 (shown in FIGS. 1A-1D and described herein). In some embodiments, the valve comprises two or more supply valves and two or more purge valves, and in operation 708, the two or more purge valves have a pair of sheaves during the purge cycle of the PSA process. Includes controlling the flow of gas in and out of the bed.

動作710において、一対のシーブベッドにおける一方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積が、一対のシーブベッドにおける他方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積とは異なるかどうかの決定が行われる。動作710は、出力信号に基づき、弁に一対のシーブベッドに出入りするガスの流れを制御させることが、一対のシーブベッドにおける一方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積を、一対のシーブベッドにおける他方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積とは異なるようにしたかどうかを決定することを含む。一部の実施形態において、出力信号に基づき、弁に一対のシーブベッドに出入りするガスの流れを制御させることが、一対のシーブベッドにおける一方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積を、一対のシーブベッドにおける他方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積とは異なるようにしたかどうかを決定することが、(1)各シーブベッドから対象者に送達される濃縮ガスのボーラスの数をカウントし、各シーブベッドからのカウントを互いに比較すること、又は、(2)各シーブベッドから対象者に送達されるボーラスに対して、経時的に濃縮ガスのボーラスの流量を積分して、各シーブベッドから送達される総ボーラス体積を決定し、さらに(3)各シーブベッドからの総ボーラス体積を互いに比較することを含む。一部の実施形態において、動作710は、(図1A~1Dにおいて示され、本明細書において記載される)非対称コンポーネント42と同じ又は類似のプロセッサコンポーネントによって行われる。 In operation 710, it is determined whether the volume of concentrated gas produced by one sheave bed in the pair of sheave beds is different from the volume of concentrated gas produced by the other sheave bed in the pair of sheave beds. .. Operation 710 allows the valve to control the flow of gas in and out of the pair of sheave beds based on the output signal, thereby reducing the volume of concentrated gas produced by one sheave bed in the pair of sheave beds to the pair of sheave beds. Includes determining whether the volume of concentrated gas produced by the other sheave bed in is different. In some embodiments, having the valve control the flow of gas in and out of the pair of sheave beds based on the output signal is a pair of volumes of concentrated gas produced by one sheave bed in the pair of sheave beds. Determining whether the volume of concentrated gas produced by the other sheave bed in one of the sheave beds is different from (1) the number of concentrated gas bolus delivered from each sheave bed to the subject. Count and compare the counts from each sheave bed to each other, or (2) integrate the flow rate of the concentrated gas bolus over time with respect to the bolus delivered from each sheave bed to the subject. It involves determining the total bolus volume delivered from the sheave beds and (3) comparing the total bolus volumes from each sheave bed to each other. In some embodiments, operation 710 is performed by the same or similar processor component as the asymmetric component 42 (shown in FIGS. 1A-1D and described herein).

動作712において、シーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積が異なる(例えば、一対のシーブベッドにおける一方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積が、一対のシーブベッドにおける他方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積とは異なる)という決定に応答して、ガスの異なるパージ体積が、シーブベッドに対して決定され、さらに、PSAプロセスのパージサイクルが、シーブベッドに対して決定された異なるパージ体積に基づき制御される。これには、シーブベッドによって生成される濃縮ガスの異なる体積に基づき、シーブベッドに対してガスの異なるパージ体積を決定すること、及び、シーブベッドに対して決定されたガスの異なるパージ体積に基づき、弁にPSAプロセスのパージサイクルを制御させることが含まれる。一部の実施形態において、動作712は、シーブベッドに対して決定されたガスの異なるパージ体積に基づき、弁にPSAプロセスのパージサイクルを制御させて、対象者への送達のための濃縮ガスの目標純度を維持することを含む。一部の実施形態において、シーブベッドに対して決定されたガスの異なるパージ体積に基づき、弁にPSAプロセスのパージサイクルを制御させることは、PSAプロセスのパージサイクルの間に、弁にパージ時間又はパージガスの流量を調整させることを含む。一部の実施形態において、シーブベッドに対して決定されたガスの異なるパージ体積に基づき、弁にPSAプロセスのパージサイクルを制御させることは、他方のシーブベッドに対して増加した体積の濃縮ガスを出力する一対のシーブベッドのうちの一方が、パージサイクルの間に他方のシーブベッドに対して増加した体積の濃縮ガスを受けるように、PSAプロセスのパージサイクルの間に、弁に、一方又は両方のシーブベッドに対するパージ時間又はパージガスの流量を増加又は減少させることを含む。一部の実施形態において、動作712は、(図1A~1Dにおいて示され、本明細書において記載される)非対称コンポーネント42及び制御コンポーネント40と同じ又は類似のプロセッサコンポーネントによって行われる。 In operation 712, the volume of concentrated gas produced by the sheave beds is different (eg, the volume of concentrated gas produced by one sheave bed in a pair of sheave beds is produced by the other sheave bed in a pair of sheave beds. In response to the decision (which is different from the volume of concentrated gas), a different purge volume of gas was determined for the sheave bed, and the purge cycle of the PSA process was determined for the sheave bed. It is controlled based on volume. This involves determining a different purge volume of gas for the sheave bed based on different volumes of concentrated gas produced by the sheave bed, and based on different purge volumes of gas determined for the sheave bed. , Includes having the valve control the purge cycle of the PSA process. In some embodiments, operation 712 causes the valve to control the purging cycle of the PSA process based on a different purge volume of gas determined for the sheave bed to deliver the concentrated gas for delivery to the subject. Includes maintaining target purity. In some embodiments, having the valve control the purge cycle of the PSA process based on a different purge volume of gas determined for the sheave bed allows the valve to purge time or during the purge cycle of the PSA process. Includes adjusting the flow rate of purge gas. In some embodiments, having the valve control the purge cycle of the PSA process based on a different purge volume of gas determined for the sheave bed can result in an increased volume of concentrated gas for the other sheave bed. During the purge cycle of the PSA process, one or both of the pair of sheave beds to output receive an increased volume of concentrated gas relative to the other sheave bed during the purge cycle. Includes increasing or decreasing the purge time or the flow rate of purge gas to the sheave bed. In some embodiments, operation 712 is performed by the same or similar processor components as the asymmetric component 42 (shown in FIGS. 1A-1D and described herein) and the control component 40.

一部の実施態様において、動作710及び712は、(1)一対のシーブベッドにおける一方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積が、一対のシーブベッドにおける他方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積と異なる量が、体積差閾値を超過するかどうかを決定すること、さらに、一対のシーブベッドにおける一方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積が、一対のシーブベッドにおける他方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積と異なる量が体積差閾値を超過すると決定することに応答して、(2)シーブベッドによって生成される濃縮ガスの異なる体積に基づき、シーブベッドに対してガスの異なるパージ体積を決定すること、及び(3)シーブベッドに対して決定されたガスの異なるパージ体積に基づき、弁にPSAプロセスのパージサイクルを制御させることを含む。 In some embodiments, operations 710 and 712 are such that (1) the volume of concentrated gas produced by one sheave bed in a pair of sheave beds is the volume of concentrated gas produced by the other sheave bed in a pair of sheave beds. Determining if an amount different from the volume of the sheave exceeds the volume difference threshold, and the volume of the concentrated gas produced by one sheave bed in the pair of sheave beds is the other sheave bed in the pair of sheave beds. In response to determining that an amount different from the volume of the concentrated gas produced by the sheave bed exceeds the volume difference threshold, (2) based on the different volume of the concentrated gas produced by the sheave bed, the gas relative to the sheave bed. It involves determining different purge volumes and (3) having the valve control the purge cycle of the PSA process based on the different purge volumes of gas determined for the sheave bed.

特許請求の範囲において、括弧内に置かれたいかなる参照番号も特許請求の範囲を限定するとして解釈するべきではない。「含む(“comprising”又は“including”)」という単語は、請求項に述べられたもの以外の要素又はステップの存在を除外しない。いくつかの手段を列挙する装置の請求項において、これらの手段のうちいくつかは、1つの且つ同じハードウェアのアイテムによって実現することができる。単数名詞を言及する際に不定冠詞又は定冠詞が使用されている場合は、その名詞の複数形の存在を除外しない。いくつかの手段を列挙するいかなる装置の請求項においても、これらの手段のうちいくつかは、1つの且つ同じハードウェアのアイテムによって実現することができる。特定の要素が互いに異なる従属項において記載されるという単なる事実は、これらの要素を組み合わせて使用することができないと示しているのではない。 Within the claims, any reference number in parentheses should not be construed as limiting the scope of the claims. The word "comprising" or "inclating" does not exclude the presence of elements or steps other than those stated in the claims. In the claims of the device enumerating several means, some of these means can be realized by one and the same hardware item. If an indefinite or definite article is used when referring to a singular noun, the existence of the plural form of the noun is not excluded. In any device claim that enumerates several means, some of these means can be implemented by one and the same hardware item. The mere fact that certain elements are described in different dependent terms does not indicate that these elements cannot be used in combination.

先に提供した記載は、最も実用的で好ましい実施形態であると現在考慮されるものに基づき例示を目的として詳細を提供しているけれども、そのような詳細は単にその目的のためだけであり、本開示は、明示的に開示された実施形態に限定されないが、それどころか、付随の特許請求の範囲の真意及び範囲内にある修正及び同等の構成をカバーするよう意図されることを理解されたい。例えば、本開示は、可能な限り、いかなる実施形態の1つ以上の特徴もいかなる他の実施形態の1つ以上の特徴とも組み合わせることができると熟考していることを理解されたい。 Although the description provided above provides details for purposes of illustration based on what is currently considered to be the most practical and preferred embodiment, such details are solely for that purpose. It should be understood that the present disclosure is not limited to the expressly disclosed embodiments, but rather is intended to cover the amendments and equivalent configurations within the scope and intent of the accompanying claims. For example, it should be appreciated that the present disclosure contemplates that, wherever possible, one or more features of any embodiment may be combined with one or more features of any other embodiment.

Claims (15)

ポータブル酸素濃縮システムであって、
一対のシーブベッドと、
前記シーブベッドを通して導かれる加圧ガスを発生させるように構成された圧力発生器であり、前記シーブベッドは、圧力スイング吸着(PSA)プロセスにおいて対象者に送達するための濃縮ガスを出力し、前記PSAプロセスは、前記シーブベッドのうち一方が濃縮ガス生成サイクルを介して交替する場合に、他方のシーブベッドがパージサイクルを介して交替するように、前記シーブベッドの各々について濃縮ガス生成及びパージサイクルを交互に行うことを含む、圧力発生器と、
前記対象者の呼吸に関する情報を伝達する出力信号を生成するように構成された1つ以上のセンサと、
前記PSAプロセスの前記濃縮ガス生成及びパージサイクルの間に、前記一対のシーブベッドに出入りするガスの流れを制御するように構成された弁と、
1つ以上のプロセッサであり、
前記出力信号に基づき、前記PSAプロセスの前記濃縮ガス生成及びパージサイクルの間に、前記弁に前記一対のシーブベッドに出入りするガスの流れを制御させ、
前記出力信号に基づき、前記弁に前記一対のシーブベッドに出入りするガスの流れを制御させることが、前記一対のシーブベッドにおける一方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積を、前記一対のシーブベッドにおける他方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積とは異なるようにしたかどうかを決定し、
前記一対のシーブベッドにおける一方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積は、前記一対のシーブベッドにおける他方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積とは異なるという決定に応答して、
前記シーブベッドによって生成される濃縮ガスの異なる体積に基づき、前記シーブベッドに対してガスの異なるパージ体積を決定し、さらに、
前記シーブベッドに対して決定された前記ガスの異なるパージ体積に基づき、前記弁に前記PSAプロセスのパージサイクルを制御させる、
ように機械可読命令によって構成された1つ以上のプロセッサと、
を含むシステム。
A portable oxygen concentrator system
A pair of sheave beds and
A pressure generator configured to generate pressurized gas guided through the sheave bed, which outputs concentrated gas for delivery to the subject in a pressure swing adsorption (PSA) process. The PSA process concentrates gas generation and purge cycle for each of the sheave beds so that if one of the sheave beds alternates through the concentrate gas generation cycle, the other sheave bed alternates through the purge cycle. With a pressure generator, including alternating
One or more sensors configured to generate an output signal that conveys information about the subject's respiration.
A valve configured to control the flow of gas in and out of the pair of sheave beds during the concentrated gas generation and purge cycle of the PSA process.
One or more processors
Based on the output signal, the valve is allowed to control the flow of gas in and out of the pair of sheave beds during the concentrated gas generation and purge cycle of the PSA process.
By having the valve control the flow of gas in and out of the pair of sheave beds based on the output signal, the volume of the concentrated gas produced by one of the sheave beds in the pair of sheave beds is measured by the pair of sheaves. Determined if it was different from the volume of concentrated gas produced by the other sheave bed in the bed,
In response to the determination that the volume of concentrated gas produced by one sheave bed in the pair of sheave beds is different from the volume of concentrated gas produced by the other sheave bed in the pair of sheave beds.
Based on the different volumes of concentrated gas produced by the sheave bed, different purge volumes of gas for the sheave bed are determined, and further.
Having the valve control the purge cycle of the PSA process based on the different purge volumes of the gas determined for the sheave bed.
With one or more processors configured by machine-readable instructions,
System including.
前記1つ以上のプロセッサは、前記シーブベッドに対して決定された前記ガスの異なるパージ体積に基づき、前記弁に前記PSAプロセスのパージサイクルを制御させて、前記対象者への送達のための前記濃縮ガスの目標純度を維持するようにさらに構成されている、請求項1に記載のシステム。 The one or more processors have the valve control the purge cycle of the PSA process based on the different purge volumes of the gas determined for the sheave bed and said for delivery to the subject. The system of claim 1, further configured to maintain the target purity of the concentrated gas. 前記1つ以上のプロセッサは、前記シーブベッドに対して決定された前記ガスの異なるパージ体積に基づき、前記弁に前記PSAプロセスのパージサイクルを制御させることが、前記PSAプロセスのパージサイクルの間に、前記弁にパージ時間又はパージガスの流量を調整させることを含むように構成されている、請求項1に記載のシステム。 The one or more processors may allow the valve to control the purge cycle of the PSA process based on the different purge volumes of the gas determined for the sheave bed during the purge cycle of the PSA process. The system according to claim 1, wherein the valve is configured to include adjusting the purge time or the flow rate of the purge gas. 前記1つ以上のプロセッサは、
前記出力信号に基づき、前記弁に前記一対のシーブベッドに出入りするガスの流れを制御させることが、前記一対のシーブベッドにおける一方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積を、前記一対のシーブベッドにおける他方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積とは異なるようにしたかどうかを決定することが、
各シーブベッドから前記対象者に送達される濃縮ガスのボーラスの数をカウントし、各シーブベッドからのカウントを互いに比較すること、又は、
各シーブベッドから前記対象者に送達されるボーラスに対して、経時的に濃縮ガスのボーラスの流量を積分して、各シーブベッドから送達される総ボーラス体積を決定し、各シーブベッドからの前記総ボーラス体積を互いに比較すること、
を含むように構成されている、請求項1に記載のシステム。
The one or more processors
By having the valve control the flow of gas in and out of the pair of sheave beds based on the output signal, the volume of the concentrated gas produced by one of the sheave beds in the pair of sheave beds is measured by the pair of sheaves. Determining whether the volume of concentrated gas produced by the other sheave bed in the bed is different can be determined.
Count the number of concentrated gas bolus delivered from each sheave bed to the subject and compare the counts from each sheave bed with each other, or
For the bolus delivered from each sheave bed to the subject, the flow rate of the concentrated gas bolus over time is integrated to determine the total bolus volume delivered from each sheave bed, said from each sheave bed. Comparing the total bolus volumes with each other,
The system according to claim 1, wherein the system is configured to include.
前記シーブベッドに対して決定された前記ガスの異なるパージ体積に基づき、前記弁に前記PSAプロセスのパージサイクルを制御させることが、他方のシーブベッドに対して増加した体積の濃縮ガスを出力する前記一対のシーブベッドのうちの一方が、パージサイクルの間に前記他方のシーブベッドに対して増加した体積の濃縮ガスを受けるように、前記PSAプロセスのパージサイクルの間に、前記弁に、一方又は両方のシーブベッドに対するパージ時間又はパージガスの流量を増加又は減少させることを含むように前記1つ以上のプロセッサは構成されている、請求項1に記載のシステム。 Having the valve control the purge cycle of the PSA process based on a different purge volume of the gas determined for the sheave bed will output an increased volume of concentrated gas for the other sheave bed. During the purge cycle of the PSA process, one or one of the sheave beds so that one of the pair of sheave beds receives an increased volume of concentrated gas with respect to the other sheave bed during the purge cycle. The system of claim 1, wherein the one or more processors are configured to include increasing or decreasing the purge time or the flow rate of the purge gas for both sheave beds. 前記シーブベッドからの前記濃縮ガスを貯蔵するように構成された生成物タンクを含まない、請求項1に記載のシステム。 The system of claim 1, wherein the product tank is configured to store the concentrated gas from the sheave bed. 前記弁は、2つ以上の供給弁及び2つ以上のパージ弁を含み、前記2つ以上のパージ弁は、前記PSAプロセスのパージサイクルの間に、前記一対のシーブベッドに出入りするガスの流れを制御する、請求項1に記載のシステム。 The valves include two or more supply valves and two or more purge valves, which are the flow of gas in and out of the pair of sheave beds during the purge cycle of the PSA process. The system according to claim 1. 前記1つ以上のプロセッサは、
前記一対のシーブベッドにおける一方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積が、前記一対のシーブベッドにおける他方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積と異なる量が、体積差閾値を超過するかどうかを決定し、
前記一対のシーブベッドにおける一方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積が、前記一対のシーブベッドにおける他方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積と異なる量が体積差閾値を超過すると決定することに応答して、
前記シーブベッドによって生成される濃縮ガスの異なる体積に基づき、前記シーブベッドに対してガスの異なるパージ体積を決定し、さらに、
前記シーブベッドに対して決定された前記ガスの異なるパージ体積に基づき、前記弁に前記PSAプロセスのパージサイクルを制御させる、
ようにさらに構成されている、請求項1に記載のシステム。
The one or more processors
Whether the volume of the concentrated gas produced by one sheave bed in the pair of sheave beds differs from the volume of the concentrated gas produced by the other sheave bed in the pair of sheave beds exceeds the volume difference threshold. Decide if
It is determined that the volume of the concentrated gas produced by one sheave bed in the pair of sheave beds differs from the volume of the concentrated gas produced by the other sheave bed in the pair of sheave beds exceeds the volume difference threshold. In response to that
Based on the different volumes of concentrated gas produced by the sheave bed, different purge volumes of gas for the sheave bed are determined, and further.
Having the valve control the purge cycle of the PSA process based on the different purge volumes of the gas determined for the sheave bed.
The system according to claim 1, further configured as such.
ポータブル酸素濃縮システムが酸素を濃縮する方法であって、前記システムは、一対のシーブベッド、圧力発生器、1つ以上のセンサ、1つ以上の弁、及び1つ以上のプロセッサを含み、当該方法は、
前記圧力発生器が、前記シーブベッドを通して導かれる加圧ガスを発生させるステップと、
前記シーブベッドが、圧力スイング吸着(PSA)プロセスから、対象者への送達のための濃縮ガスを出力するステップであり、前記PSAプロセスは、前記シーブベッドのうち一方が濃縮ガス生成サイクルを介して交替する場合に、他方のシーブベッドがパージサイクルを介して交替するように、前記シーブベッドの各々について濃縮ガス生成及びパージサイクルを交互に行うことを含む、ステップと、
前記1つ以上のセンサが、前記対象者の呼吸に関する情報を伝達する出力信号を生成するステップと、
前記弁が、前記PSAプロセスの前記濃縮ガス生成及びパージサイクルの間に、前記一対のシーブベッドに出入りするガスの流れを制御するステップと、
前記1つ以上のプロセッサが、前記出力信号に基づき、前記PSAプロセスの前記濃縮ガス生成及びパージサイクルの間に、前記弁に前記一対のシーブベッドに出入りするガスの流れを制御させるステップと、
前記1つ以上のプロセッサが、前記出力信号に基づき、前記弁に前記一対のシーブベッドに出入りするガスの流れを制御させるステップが、前記一対のシーブベッドにおける一方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積を、前記一対のシーブベッドにおける他方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積とは異なるようにしたかどうかを決定するステップと、
前記一対のシーブベッドにおける一方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積は、前記一対のシーブベッドにおける他方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積とは異なるという決定に応答して、
前記1つ以上のプロセッサが、前記シーブベッドによって生成される濃縮ガスの異なる体積に基づき、前記シーブベッドに対してガスの異なるパージ体積を決定するステップと、
前記1つ以上のプロセッサが、前記シーブベッドに対して決定された前記ガスの異なるパージ体積に基づき、前記弁に前記PSAプロセスのパージサイクルを制御させるステップと、
を含む方法。
A portable oxygen concentrator is a method of concentrating oxygen, wherein the system comprises a pair of sheaves, a pressure generator, one or more sensors, one or more valves, and one or more processors. teeth,
A step in which the pressure generator generates a pressurized gas guided through the sheave bed.
The sheave bed is a step of outputting a concentrated gas for delivery to a subject from a pressure swing adsorption (PSA) process, in which one of the sheave beds goes through a concentrated gas generation cycle. A step comprising alternating concentrated gas generation and purge cycles for each of the sheave beds such that the other sheave beds alternate in the case of alternation.
A step in which the one or more sensors generate an output signal that conveys information about the subject's respiration.
A step in which the valve controls the flow of gas in and out of the pair of sheave beds during the concentrated gas generation and purge cycle of the PSA process.
A step of causing the valve to control the flow of gas in and out of the pair of sheave beds during the enriched gas generation and purge cycle of the PSA process based on the output signal by the one or more processors.
The step of causing the valve to control the flow of gas in and out of the pair of sheave beds by the one or more processors based on the output signal is a concentrated gas produced by one of the sheave beds in the pair of sheave beds. And the step of determining whether the volume of the concentrated gas in the pair of sheave beds is different from the volume of the concentrated gas produced by the other sheave bed.
In response to the determination that the volume of concentrated gas produced by one sheave bed in the pair of sheave beds is different from the volume of concentrated gas produced by the other sheave bed in the pair of sheave beds.
A step in which the one or more processors determine a different purge volume of gas for the sheave bed based on different volumes of concentrated gas produced by the sheave bed.
A step of having the valve control the purge cycle of the PSA process based on a different purge volume of the gas determined for the sheave bed by the one or more processors.
How to include.
前記1つ以上のプロセッサが、前記シーブベッドに対して決定された前記ガスの異なるパージ体積に基づき、前記弁に前記PSAプロセスのパージサイクルを制御させて、前記対象者への送達のための前記濃縮ガスの目標純度を維持するステップをさらに含む、請求項9に記載の方法。 The one or more processors cause the valve to control the purge cycle of the PSA process based on a different purge volume of the gas determined for the sheave bed and said for delivery to the subject. 9. The method of claim 9, further comprising the step of maintaining the target purity of the concentrated gas. 前記シーブベッドに対して決定された前記ガスの異なるパージ体積に基づき、前記弁に前記PSAプロセスのパージサイクルを制御させるステップは、前記PSAプロセスのパージサイクルの間に、前記弁にパージ時間又はパージガスの流量を調整させることを含む、請求項9に記載の方法。 The step of causing the valve to control the purge cycle of the PSA process based on the different purge volume of the gas determined for the sheave bed is to allow the valve to purge time or purge gas during the purge cycle of the PSA process. 9. The method of claim 9, comprising adjusting the flow rate of the. 前記出力信号に基づき、前記弁に前記一対のシーブベッドに出入りするガスの流れを制御させるステップが、前記一対のシーブベッドにおける一方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積を、前記一対のシーブベッドにおける他方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積とは異なるようにしたかどうかを決定するステップは、
各シーブベッドから前記対象者に送達される濃縮ガスのボーラスの数をカウントし、各シーブベッドからのカウントを互いに比較すること、又は、
各シーブベッドから前記対象者に送達されるボーラスに対して、経時的に濃縮ガスのボーラスの流量を積分して、各シーブベッドから送達される総ボーラス体積を決定し、各シーブベッドからの前記総ボーラス体積を互いに比較すること、
を含む、請求項9に記載の方法。
Based on the output signal, the step of causing the valve to control the flow of gas in and out of the pair of sheave beds is the volume of the concentrated gas produced by one of the sheave beds in the pair of sheave beds. The step of determining whether the volume of concentrated gas produced by the other sheave bed in the bed is different is
Count the number of concentrated gas bolus delivered from each sheave bed to the subject and compare the counts from each sheave bed with each other, or
For the bolus delivered from each sheave bed to the subject, the flow rate of the concentrated gas bolus over time is integrated to determine the total bolus volume delivered from each sheave bed, said from each sheave bed. Comparing the total bolus volumes with each other,
9. The method of claim 9.
前記シーブベッドに対して決定された前記ガスの異なるパージ体積に基づき、前記弁に前記PSAプロセスのパージサイクルを制御させるステップは、他方のシーブベッドに対して増加した体積の濃縮ガスを出力する前記一対のシーブベッドのうちの一方が、パージサイクルの間に前記他方のシーブベッドに対して増加した体積の濃縮ガスを受けるように、前記PSAプロセスのパージサイクルの間に、前記弁に、一方又は両方のシーブベッドに対するパージ時間又はパージガスの流量を増加又は減少させることを含む、請求項9に記載の方法。 The step of having the valve control the purge cycle of the PSA process based on the different purge volume of the gas determined for the sheave bed is to output an increased volume of concentrated gas for the other sheave bed. During the purge cycle of the PSA process, one or one of the sheave beds so that one of the pair of sheave beds receives an increased volume of concentrated gas with respect to the other sheave bed during the purge cycle. 9. The method of claim 9, comprising increasing or decreasing the purge time or the flow rate of the purge gas for both sheave beds. 前記弁は、2つ以上の供給弁及び2つ以上のパージ弁を含み、当該方法は、前記2つ以上のパージ弁が、前記PSAプロセスのパージサイクルの間に、前記一対のシーブベッドに出入りするガスの流れを制御するステップをさらに含む、請求項9に記載の方法。 The valve comprises two or more supply valves and two or more purge valves, the method in which the two or more purge valves enter and exit the pair of sheave beds during the purge cycle of the PSA process. 9. The method of claim 9, further comprising controlling the flow of the gas. 前記1つ以上のプロセッサが、前記一対のシーブベッドにおける一方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積が、前記一対のシーブベッドにおける他方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積と異なる量が、体積差閾値を超過するかどうかを決定するステップと、
前記一対のシーブベッドにおける一方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積が、前記一対のシーブベッドにおける他方のシーブベッドによって生成される濃縮ガスの体積と異なる量が体積差閾値を超過すると決定することに応答して、
前記1つ以上のプロセッサが、前記シーブベッドによって生成される濃縮ガスの異なる体積に基づき、前記シーブベッドに対してガスの異なるパージ体積を決定するステップと、
前記1つ以上のプロセッサが、前記シーブベッドに対して決定された前記ガスの異なるパージ体積に基づき、前記弁に前記PSAプロセスのパージサイクルを制御させるステップと、
をさらに含む、請求項9に記載の方法。
In the one or more processors, the volume of the concentrated gas produced by one sheave bed in the pair of sheave beds differs from the volume of the concentrated gas produced by the other sheave bed in the pair of sheave beds. , Steps to determine if the volume difference threshold is exceeded, and
It is determined that the volume of the concentrated gas produced by one sheave bed in the pair of sheave beds differs from the volume of the concentrated gas produced by the other sheave bed in the pair of sheave beds exceeds the volume difference threshold. In response to that
A step in which the one or more processors determine a different purge volume of gas for the sheave bed based on different volumes of concentrated gas produced by the sheave bed.
A step of having the valve control the purge cycle of the PSA process based on a different purge volume of the gas determined for the sheave bed by the one or more processors.
9. The method of claim 9.
JP2021526664A 2018-11-16 2019-11-14 portable oxygen concentrator Active JP7410946B2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862768171P 2018-11-16 2018-11-16
US62/768,171 2018-11-16
PCT/EP2019/081404 WO2020099600A1 (en) 2018-11-16 2019-11-14 Portable oxygen concentration

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022509941A true JP2022509941A (en) 2022-01-25
JP7410946B2 JP7410946B2 (en) 2024-01-10

Family

ID=68583420

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021526664A Active JP7410946B2 (en) 2018-11-16 2019-11-14 portable oxygen concentrator

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11351326B2 (en)
EP (1) EP3880344B1 (en)
JP (1) JP7410946B2 (en)
CN (1) CN113039005B (en)
WO (1) WO2020099600A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111757847B (en) * 2020-05-07 2021-07-23 雷激 Portable oxygen generator

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5529607A (en) * 1995-03-15 1996-06-25 The Boc Group, Inc. PSA process with dynamic purge control
US5917135A (en) 1996-06-14 1999-06-29 Invacare Corporation Gas concentration sensor and control for oxygen concentrator utilizing gas concentration sensor
US6551384B1 (en) 2001-07-05 2003-04-22 Praxair Technology, Inc. Medical oxygen concentrator
US7273051B2 (en) * 2004-01-22 2007-09-25 Air Products And Chemicals, Inc. Dual mode medical oxygen concentrator
US7329304B2 (en) * 2005-04-05 2008-02-12 Respironics Oxytec, Inc. Portable oxygen concentrator
US7763103B2 (en) 2006-08-28 2010-07-27 Ric Investments, Llc Oxygen concentration system
ES2555928T3 (en) 2007-05-07 2016-01-11 Teijin Pharma Limited Oxygen concentrator
US20090211448A1 (en) * 2008-02-21 2009-08-27 Mcclain Michael S Oxygen concentrator water separating system
JP5906089B2 (en) * 2008-12-22 2016-04-20 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. Liquid oxygen production apparatus and method
KR101756492B1 (en) * 2009-11-02 2017-07-10 데이진 화-마 가부시키가이샤 Oxygen enrichment device
US20120000462A1 (en) * 2010-04-07 2012-01-05 Chart Sequal Technologies Inc. Portable Oxygen Delivery Device
JP2013052021A (en) 2011-09-01 2013-03-21 Teijin Pharma Ltd Oxygen concentrator
EP2755910B1 (en) * 2011-09-13 2020-05-20 Koninklijke Philips N.V. Portable oxygen concentrator
US10137401B2 (en) * 2013-12-20 2018-11-27 Koninklijke Philips N.V. Oxygen separator with rapid diagnostic
CA2944040C (en) * 2014-03-28 2022-06-21 Caire Inc. Controlling oxygen concentrator timing cycle based on flow rate of oxygen output
CN108697872B (en) * 2016-02-24 2021-09-28 帝人制药株式会社 Oxygen concentration device
US10702722B2 (en) * 2017-04-11 2020-07-07 Cobham Mission Systems Davenport Lss Inc. System and method for monitoring PSA bed health

Also Published As

Publication number Publication date
US11351326B2 (en) 2022-06-07
EP3880344B1 (en) 2022-07-06
EP3880344A1 (en) 2021-09-22
WO2020099600A1 (en) 2020-05-22
CN113039005B (en) 2023-09-22
JP7410946B2 (en) 2024-01-10
CN113039005A (en) 2021-06-25
US20200155785A1 (en) 2020-05-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2019204167B2 (en) Therapeutic gas delivery device with pulsed and continuous flow control
US20020040714A1 (en) Oxygen enriching apparatus, controller, and recording medium
JP6320755B2 (en) Obesity hypoventilation syndrome treatment system and method
US11344693B2 (en) Therapeutic gas delivery device with pulsed and continuous flow control
JP2013543769A5 (en)
JP2022509941A (en) Portable oxygen concentrator
CN110446519A (en) Apparatus of oxygen supply and its control method
JP4441214B2 (en) Oxygen concentrator
EP3193996B1 (en) Device for providing supplemental oxygen to a subject
EP3756714B1 (en) Therapeutic gas delivery device with pulsed and continuous flow control
JP6799491B2 (en) Oxygen concentrator
JP2019162337A (en) Oxygen concentrator and its control method
JP2018121891A (en) Oxygen concentrator, control method thereof, and control program for oxygen concentrator
JP2017169784A (en) Oxygen concentrator

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20221110

TRDD Decision of grant or rejection written
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20231127

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20231205

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20231222

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7410946

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150